两种不同晶型N-甲基-2,4,6-三硝基苯甲胺的制备与性能研究

作     者：钟圣 金波 彭汝芳 ZHONG Sheng;JIN Bo;PENG Ru-fang

作者机构：西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室四川绵阳621010 西南科技大学材料与化学学院四川绵阳621010 

出 版 物：《火炸药学报》 (Chinese Journal of Explosives & Propellants)

年 卷 期：2022年第45卷第6期

页      面：827-834页

核心收录：

学科分类：082604[工学-军事化学与烟火技术] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0826[工学-兵器科学与技术] 070303[理学-有机化学] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金(No.21875192) 

主　　题：有机化学 N-甲基-2,4,6-三硝基苯甲胺 TNA 晶型 热稳定性能 安全性能 

摘      要：为了寻找一种替代TNT的熔铸液相载体炸药,采用硝化、VNS胺化反应合成N-甲基-2,4,6-三硝基苯甲胺(TNA),并在不同pH环境中重结晶,得到两种不同晶型的TNA(α和β)。通过FT-IR、~1H NMR、13C NMR、SEM以及X射线单晶衍射等方法对获得的α和β两种不同晶型TNA的物相、结构和形貌进行了表征;采用差热分析法(DTA)研究了不同升温速率下α-TNA和β-TNA的熔融和分解过程,并利用Kissinger法和Ozawa法计算了两种晶型的热分解反应动力学参数;通过修正后的氮当量公式,分别计算了α-TNA和β-TNA的爆速、爆压;采用摩擦感度测试和撞击感度测试对α-TNA和β-TNA的安全性能进行了研究。结果表明,α-TNA属于单斜晶系P21/n空间群,β-TNA属于三斜晶系P-1空间群,其密度分别为1.649、1.681g/cm^(3);α-TNA、β-TNA熔点分别为110.98、113.70℃,热分解活化能分别为91.70、94.41kJ/mol;α-TNA、β-TNA爆速、爆压分别为7075、7170m/s和21.37、22.18GPa。α-TNA、β-TNA的摩擦感度、撞击感度均为360N、40J。表明TNA具有良好的热稳定性,爆轰性能与TNT相当,其摩擦感度、撞击感度优于TNT,具有良好的安全性能。