[發明專利]多孔芳香骨架EPAF-4材料和NTO復合鹽含能材料及制備方法

有效

• 申請號: 202110771292.9
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113278162B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 束慶海;宋健;呂席卷;吳啟才;鄒浩明;王俊峰;杜君宜;施瑞;姚裕貴
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 鄧永紅

本發明涉及多孔芳香骨架EPAF?4材料和NTO復合鹽含能材料及制備方法，以含能單體2?硝基對苯二甲醛和三氨基胍鹽酸鹽為原料，合成出一種席夫堿類含能陽離子多孔芳香骨架EPAF?4材料，通過電荷相互作用引入高能強酸性單質炸藥NTO，制備了新型高能低感NTO@EPAF?4復合鹽類含能材料。本發明豐富了新型高能低感含能材料的種類，也為抑制NTO含能單質炸藥酸性腐蝕問題提供一個新的研究策略。

技術領域

本發明屬于含能材料領域，涉及一種多孔芳香骨架EPAF-4材料和NTO復合鹽含能材料及制備方法。

背景技術

NTO(3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮)是是近年來受到廣泛關注的高能量單質炸藥，它的爆轟性能接近黑索今，安全性較好，具有很好的發展前景。而NTO的酸性較強，能夠腐蝕金屬殼體，這直接影響了它的應用價值。因此，開展NTO類單質炸藥酸性腐蝕的抑制與防護研究具有非常重要的意義。目前解決NTO酸性問題主要分為兩個方面：(1)根據Lewis酸堿理論，選擇能夠與NTO發生較強酸堿作用的粘結劑對其進行包覆；(2)取代NTO唑環上的活潑氫進而生成NTO鹽，如有機胺鹽、金屬鹽等。然而，非含能組分的包覆會導致性能降低，同時成鹽后的含能材料感度安全性的難以控制，這些問題又給含能材料的設計增加了新的難度。

發明內容

本發明提供了一種席夫堿類含能陽離子多孔芳香骨架及NTO復合鹽含能材料的及制備方法。以含能單體2-硝基對苯二甲醛和三氨基胍鹽酸鹽為原料，合成出一種新型的席夫堿類含能陽離子多孔芳香骨架EPAF-4材料，隨后與高能單質炸藥NTO結合，成功獲得高能量與低感度兼備的新型復合鹽類含能材料NTO@EPAF-4。

該材料以含能單體2-硝基對苯二甲醛和三氨基胍鹽酸鹽聚合形成基于席夫堿連接的陽離子多孔骨架，具有高的能量密度和穩定性。將該材料與NTO進一步結合形成NTO@EPAF-4復合鹽含能材料。保證材料高能量的同時，通過電荷相互作用和配位鍵作用大大抑制了NTO的酸性腐蝕金屬等問題。

本發明通過下述技術方案實現：

多孔芳香骨架EPAF-4材料，結構如下：

該席夫堿類含能陽離子多孔芳香骨架EPAF-4材料的制備有兩種，分別為：

制備方法(1)：稱取一定量的2-硝基對苯二甲醛和三氨基胍鹽酸鹽于派熱克斯玻璃管中，加入適量不同比例混合溶劑和一定濃度醋酸，將混合溶液超聲一段時間。在氮氣保護下和液氮下進行凍抽操作，經過冷凍-抽真空-解凍三個循環，隨后在真空條件下利用丁烷/氧氣火焰下進行封管。當裝有混合溶液的玻璃管升到室溫后，將其放置在80-120℃烘箱中反應2-4天。從烘箱中取出玻璃管冷卻至室溫，將產物過濾。然后用無水甲醇進行洗滌，80℃真空干燥過夜，獲得席夫堿類含能陽離子多孔芳香骨架EPAF-4材料。

制備方法(2)：稱取一定量的2-硝基對苯二甲醛和三氨基胍鹽酸鹽于雙口瓶中，加入少量溶劑和醋酸，將混合溶液超聲一段時間。在氮氣保護下，在80-120℃油浴中攪拌反應2-4天，將產物過濾。用無水甲醇進行洗滌，80℃真空干燥過夜，獲得席夫堿類含能陽離子多孔芳香骨架EPAF-4材料。

所述的反應溶劑為二氧六環、均三甲苯、鄰二氯苯、正丁醇、N,N-二甲基乙酰胺。

本發明提供的NTO與EPAF-4復合鹽含能材料，是采用離子交換法來實現的。稱取一定質量的NTO于玻璃瓶中，加入適量溶劑使其充分溶解，隨后加入EPAF-4材料。將玻璃瓶置于25-50℃油浴中持續攪拌(攪拌速率為200-400r/min)24小時即可獲得NTO@EPAF-4復合鹽含能材料。

所述溶劑為以下任一種水、水和乙醇、水和甲醇、水和N,N-二甲基甲酰胺；混合溶劑比例為體積比依次為3：1或2：1或1:1。

與現有技術相比，本發明的有益效果有：