N-Guanylurea dinitramide: Tối ưu hoá quá trình tổng hợp, đặc trưng phổ và tính chất cơ bản
156 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.95.2024.55-63Từ khóa:
N-Guanylurea dinitramide; Ammonium sulfamate; GUDN; FOX-12; Phản ứng nitro hóa.Tóm tắt
N-Guanylurea dinitramide (GUDN), còn được gọi là FOX-12, là muối dinitramide hữu cơ hấp dẫn với độ nhạy thấp, độ ổn định nhiệt tốt. Nó hứa hẹn là một lựa chọn xuất sắc cho việc sử dụng trong các loại đạn không nhạy thế hệ tiếp theo. Trong nghiên cứu này, quá trình tổng hợp GUDN bao gồm phản ứng nitrat hóa của muối amoni sulfamat với hỗn hợp axit và muối guanylurea trong nước. Điều kiện tối ưu cho quá trình tổng hợp này đã được xác định, bao gồm nhiệt độ phản ứng ở -40 oC, thời gian phản ứng nitrat hóa là 45 phút, và tỷ lệ mol cụ thể của các thành phần tham gia gồm guanylurea sulfate, amoni sulfamat và hỗn hợp axit sulfuric với axit nitric. Ngoài ra, các tính chất và dữ liệu phổ của GUDN, như FTIR, 1H-NMR, 13C-NMR, XRD, DSC-TG và UV-Vis đã được nghiên cứu kỹ trong bài báo.
Tài liệu tham khảo
[1]. Ang How Ghee, G. Santhosh, “Advances in Energetic Dinitramides – An Emerging Class of Inorganic Oxidizers,” World Scientific, Singapore, (2008).
[2]. Bottaro, J. C, “Recent advances in explosives and solid propellants,” Chemistry and industry, No.7, pp. 249-252, (1996).
[3]. Shiota, K., Izato, Y., Miyake, A. “Analysis of guanylurea dinitramide pyrolysis using DSC/Raman spectroscopy”. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, Vol.156, 105113, (2021). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jaap.2021.105113
[4]. Östmark, H., Bemm, U., Bergman, H., & Langlet, A, “N-guanylurea-dinitramide: a new energetic material with low sensitivity for propellants and explosives applications,” Thermochimica Acta, Vol.384, No.(1-2), pp. 253-259, (2002). DOI: https://doi.org/10.1016/S0040-6031(01)00800-0
[5]. Li, C., Ma, F., Sun, J., Sui, H., Yu, Q., Zhao, L., & Yin, Y. “Thermal hazard evaluation of N-guanylurea dinitramide (GUDN) by using kinetic-based simulation approach”. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, Vol.141, pp. 905-913, (2020). DOI: https://doi.org/10.1007/s10973-019-09074-y
[6]. LIJun-qiang, P. Q., WANGKe, X. Q., & XUHui-xiang, F. Z. (2019), “Effect of ADN/GUDN dual oxidizers on the combustion features of nitrate ester plasticized polyether solid propellants,” Chinese Journal of Energetic Materials, Vol.27, No.4, pp.297-303, (2019).
[7]. Stefan, E. K., & Johansson, J, “U.S. Patent Application No. 17/276,513” (2022).
[8]. Johansson, J., Ek, S., & Skarstind, M, “One-step synthesis of ADN from FOX-12,” In 47th International Annual Conference of the Fraunhofer ICT. Karlsruhe, Germany, Vol. 33, (2016).
[9]. Charles, D,“New low-sensitivity modular charge propellant based on GUDN,” In Insensitive munitions and energetic materials technology symposium, Bristol, (2006).
[10]. Klapötke, T. M., & Sabaté, C. M, “The preparation and characterization of guanylurea nitrate and perchlorate salts”. Heteroatom Chemistry: An International Journal of Main Group Elements, Vol.19, No.3, pp. 301-306, (2008). DOI: https://doi.org/10.1002/hc.20419
[11]. Kumar, Pratim, "An overview on properties, thermal decomposition, and combustion behavior of ADN and ADN based solid propellants," Defence technology, Vol. 14, No. 6, pp. 661-673, (2018). DOI: https://doi.org/10.1016/j.dt.2018.03.009
[12]. Nazeri, Gh H., Nia M. Fayaz, And Ghobadi P. Key, "Synthesis of ammonium dinitramide by nitration of potassium and ammonium sulfamate. The effect of sulfamate conterion on ADN purity," Iran.J.Chem.Chem. Eng, Vol.27, No.1, pp. 85-89, (2008).
[13]. Mandal, A. K., Kunjir, G. M., Singh, J., Adhav, S. S., Singh, S. K., Pandey, R. K., “Optimization of ammonium sulfamate nitration for the preparation of ammonium dinitramide,” Central European Journal of Energetic Materials, Vol.11, No.1, pp. 83-97, (2014).
