CN111876830A - 一种六棱llm-105炸药大单晶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种六棱LLM‑105炸药大单晶及其制备方法，包括以下步骤：将LLM‑105固体、添加剂按不同比例与一定量的良溶剂混合，制备得到LLM‑105混合溶液；将上述LLM‑105混合溶液与不良溶剂按一定的比例混合，在一定的温度下搅拌一段时间后，过滤，得到澄清溶液。然后将所述的澄清溶液静置，降温至室温，过滤，洗涤，干燥，得到1mm～5mm粒度范围的六棱LLM‑105炸药大单晶。本发明的制备方法工艺路线简单，可以得到六棱柱形貌的炸药大单晶。

Description

一种六棱LLM-105炸药大单晶及其制备方法
技术领域
本发明属于含能材料领域,具体涉及一种六棱LLM-105炸药大单晶及其制备方法，本发明在钝感弹药中具有较好的应用前景。
背景技术
选用单晶材料研究炸药的起爆机理、弹塑性特征以及爆轰行为等是当前进一步认识炸药特性所采用的最重要方法之一。这些研究所需要的单晶样品几乎都要满足一定尺度的要求。相比于无机材料，由于有机化合物的多晶现象非常普遍，其单晶特别是大单晶的生长非常困难。1-氧-2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪(LLM-105)是当前集能量、安全与稳定性等多种优异性能于一体的新型高能低感炸药，有非常好的应用前景，引起国际炸药界极大的研究兴趣。自1998年被美国LLNL实验室Pagoria等人报道以来，LLM-105的合成、热性能、及安全性能等大量的研究被相继发表，然而，由于LLM-105分子内硝基和氨基交替排列形成了强大的分子内和分子间氢键，使其很难溶于普通有机溶剂，即使在极性较强的DMSO、DMF等溶剂中溶解度也较低，这给LLM-105炸药的单晶生长研究带来了极大的困难。因此，开发LLM-105炸药大单晶的制备方法并获得大单晶样品，对认识LLM-105炸药的起爆机理、弹塑性特征以及爆轰行为等炸药特性具有非常重要的现实意义，可获得真实的炸药性能参数，为LLM-105基炸药配方设计提供基础数据，也更有利于炸药本质安全评估。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明提供了一种六棱LLM-105炸药大单晶及其制备方法，该方法能制备得到1mm～5mm粒度范围的六棱LLM-105炸药大单晶。
为了达到上述技术效果，本发明提供了一种六棱LLM-105炸药大单晶制备方法，包括以下步骤：
(1)LLM-105混合溶液的制备，将LLM-105固体、添加剂与良溶剂在一定温度范围内混合，得到LLM-105混合溶液；
(2)LLM-105澄清溶液的制备，将所述混合溶液与不良溶剂按一定的比例混合，在一定的温度下搅拌一段时间后，过滤，得到澄清溶液；
(3)六棱LLM-105炸药大单晶的制备，将所述的澄清溶液在一定温度下静置，降温至室温，过滤，洗涤，干燥，得到六棱LLM-105炸药大单晶。
进一步的，所述步骤(1)中的添加剂选自聚乙二醇、聚乙烯、聚乳酸、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙烯亚胺、聚N-异丙基丙烯酰胺、聚(4-乙烯基苯酚)、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醋酸酯中的任意一种或几种。
进一步的，所述步骤(1)中添加剂与LLM-105固体的质量比范围为 0.05～0.15。
进一步的，所述步骤(1)中良溶剂选自二甲基亚砜、二甲基甲酰胺的任意一种或两种。
进一步的，所述步骤(1)中混合的温度范围为30℃～100℃。
进一步的，所述步骤(2)中不良溶剂选自水、无水甲醇、无水乙醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、正庚烷、环己烷、四氢呋喃中的任意一种或几种。
进一步的，所述步骤(2)中混合溶液与不良溶剂的体积比范围为1～100。
进一步的，所述步骤(2)中搅拌温度范围30℃～100℃，搅拌时间为10min～150min。
进一步的，所述步骤(3)中静置温度范围为60℃～100℃，降温速度范围为 0.1℃/min～10℃/min。
本发明还提供了一种由上述制备方法制备得到的六棱LLM-105炸药大单晶，所述晶体的粒度范围为1mm～5mm。
本发明具有如下有益效果：采用本发明提供的制备方法，可以得到1mm～ 5mm粒度范围的LLM-105炸药单晶，为六棱柱形貌。此外，本发明的制备方法工艺路线简单，添加剂选择性吸附在LLM-105晶体的不同晶面，从而控制不同晶面的生长速度，配合澄清溶液静置降温法是本发明制备得到六棱柱LLM-105 炸药大单晶的关键因素。与之前申请的“中粗颗粒高品质2,6-二胺基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物炸药的制备方法”相比，本发明采用的结晶方法主要是澄清溶液静置降温法，制备得到的晶体为六棱柱形貌单晶，单晶粒度范围为1mm～ 5mm。而“中粗颗粒高品质2,6-二胺基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物炸药的制备方法”采用的结晶方法为溶析-降温耦合结晶技术，制备得到的LLM-105晶体平均粒径为50μm～150μm。
附图说明
图1为本发明制备的六棱LLM-105炸药大单晶的光学显微图片。
具体实施方式
实施例1
在90℃温度下，将6g固体LLM-105、0.3g聚乙二醇和100mL二甲基亚砜充分混合，制成LLM-105混合溶液。然后在90℃温度下，加入50mL无水甲醇，搅拌30min后过滤，得到90℃的澄清溶液。将此澄清溶液置于90℃的烘箱中静置，以5℃/min的降温速度降至室温，过滤，洗涤，干燥，得到2mm左右的六棱柱LLM-105炸药大单晶。
实施例2
在90℃温度下，将4g固体LLM-105、0.3g聚乳酸和100mL二甲基甲酰胺充分混合，制成LLM-105混合溶液。然后在90℃温度下，加入10mL乙酸甲酯，搅拌40min后过滤，得到90℃的澄清溶液。将此澄清溶液置于90℃的烘箱中静置，以3℃/min的降温速度降至室温，过滤，洗涤，干燥，得到3mm左右的六棱柱LLM-105炸药大单晶。
实施例3
在60℃温度下，将3g固体LLM-105、0.36g聚丙烯酸和100mL二甲基亚砜充分混合，制成LLM-105混合溶液。然后在60℃温度下，加入20mL乙酸乙酯，搅拌10min后过滤，得到60℃的澄清溶液。将此澄清溶液置于60℃的烘箱中静置，以0.1℃/min的降温速度降至室温，过滤，洗涤，干燥，得到1mm左右的六棱柱LLM-105炸药大单晶。
实施例4
在90℃温度下，将8g固体LLM-105、0.4g聚乙烯亚胺和100mL二甲基亚砜充分混合，制成LLM-105混合溶液。然后在90℃温度下，加入10mL无水乙醇，搅拌30min后过滤，得到90℃的澄清溶液。将此澄清溶液置于90℃的烘箱中静置，以0.2℃/min的降温速度降至室温，过滤，洗涤，干燥，得到5mm左右的六棱柱LLM-105炸药大单晶。
实施例5
在80℃温度下，将5g固体LLM-105、0.3g聚乙烯吡咯烷酮和100mL二甲基亚砜充分混合，制成LLM-105混合溶液。然后在80℃温度下，加入20mL正庚烷，搅拌40min后过滤，得到80℃的澄清溶液。将此澄清溶液置于80℃的烘箱中静置，以0.4℃/min的降温速度降至室温，过滤，洗涤，干燥，得到3mm 左右的六棱柱LLM-105炸药大单晶。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及等同物界定。

Claims (10)

1.一种六棱LLM-105炸药大单晶制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)LLM-105混合溶液的制备:将LLM-105固体、添加剂与良溶剂在一定温度范围内混合，得到LLM-105混合溶液；
(2)LLM-105澄清溶液的制备:将所述LLM-105混合溶液与不良溶剂按一定的比例混合，在一定的温度下搅拌一段时间后，过滤，得到澄清溶液；
(3)六棱LLM-105炸药大单晶的制备:将所述的澄清溶液在一定温度下静置，降温至室温，过滤，洗涤，干燥，得到六棱LLM-105炸药大单晶。
2.根据权利要求1所述的一种六棱LLM-105炸药大单晶制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的添加剂选自聚乙二醇、聚乙烯、聚乳酸、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙烯亚胺、聚N-异丙基丙烯酰胺、聚(4-乙烯基苯酚)、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醋酸酯中的任意一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种六棱LLM-105炸药大单晶制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中添加剂与LLM-105固体的质量比范围为(0.05～0.15):1。
4.根据权利要求1所述的一种六棱LLM-105炸药大单晶制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中良溶剂选自二甲基亚砜、二甲基甲酰胺中的任意一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种六棱LLM-105炸药大单晶制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中混合的温度范围为30℃～100℃。
6.根据权利要求1所述的一种六棱LLM-105炸药大单晶制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中不良溶剂选自水、无水甲醇、无水乙醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、正庚烷、环己烷、四氢呋喃中的任意一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种六棱LLM-105炸药大单晶制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中混合溶液与不良溶剂的体积比范围为(1～100)：1。
8.根据权利要求1所述的一种六棱LLM-105炸药大单晶制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中搅拌温度范围30℃～100℃，搅拌时间为10min～150min。
9.根据权利要求1所述的一种六棱LLM-105炸药大单晶制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中静置温度范围为60℃～100℃，降温速度范围为(0.1～10)℃/min。
10.一种六棱LLM-105炸药大单晶，其特征在于，所述单晶采用权利要求1～9所述的制备方法制备得到，所述单晶的粒度范围为1mm～5mm。
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