二硝酰胺铵与冠醚共晶氧化剂及其制备方法与流程

本发明涉及含能材料技术领域，具体涉及二硝酰胺铵与冠醚共晶炸药的制备方法，本发明在低感推进剂中具有较好的应用前景。

背景技术：

推进剂作为一种特殊含能材料，为火箭、导弹等提供动力，在航空航天领域具有重要的作用。氧化剂作为推进剂配方中的大组分，其性能的优劣直接影响推进剂的作用效果。新型氧化剂二硝酰胺铵(ADN)，分子中氮含量高且不含氯原子，氧含量高，能大幅度提高推进剂的能量，同时降低特征信号和减少环境污染，因此是下一代低特征信号推进剂的主要候选氧化剂之一。但其分子中含铵根基团，存在较强吸湿性和结块问题，严重制约了其在推进剂领域的发展应用。目前，如何解决推进剂中氧化剂的吸湿性已成为国际研究的热点与难点之一，但仍主要采用传统的结晶和包覆等方法对氧化剂进行改性处理。而这些传统改性方法均未改变氧化剂的内部组成和晶体本质结构，不能有效降低吸湿性。因此，亟需探索新的改性方法降低氧化剂强吸湿性。。

共晶技术的出现为构筑新型的氧化剂分子和调控其性能提供了一种新策略。利用共晶原理，将氧化剂分子与防潮剂分子通过分子间非共价键，结合形成共晶氧化剂，可以有效克服原物质的缺陷，赋予新晶体独特新性能。ADN是一种高能量新型氧化剂，在推进剂中具有巨大的应用前景和价值，但其吸湿性强，流散性差，难于装药，使应用受到很大的限制。为了降低二硝酰胺铵的吸湿性，将其与防潮剂冠醚形成共晶，实现共晶高效降低吸湿性，促进其发展应用。目前，关于二硝酰胺铵/冠醚共晶氧化剂的制备无公开文献报道。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术的不足，提供一种二硝酰胺铵与冠醚共晶氧化剂的制备方法，为含能材料改性研究提供新方法。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种二硝酰胺铵与冠醚共晶氧化剂的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：

步骤一、二硝酰胺铵与冠醚共结晶饱和溶液的制备

将二硝酰胺铵加入到结晶溶剂中，升高温度至20℃-50℃，溶解，过滤，得到二硝酰胺铵饱和溶液；将冠醚加入到所述二硝酰胺铵饱和溶液中溶解，过滤，得到二硝酰胺铵和冠醚共结晶饱和溶液；

步骤二、二硝酰胺铵/冠醚共晶氧化剂的制备

将所述二硝酰胺铵和冠醚混合饱和溶液过滤，将滤液分别置于培养皿，然后静置于恒温培养箱中，蒸发溶剂，降低溶液过饱和度，依次经过晶核的形成，晶体生长，过滤，干燥，得到二硝酰胺铵/冠醚共晶氧化剂。

更进一步的技术方案是所述步骤一中所述结晶溶剂是丙酮、甲乙酮、甲醇、乙醇中的一种或几种混合而成。

更进一步的技术方案是所述的步骤二中所述恒温培养箱的温度范围25℃至45℃。

更进一步的技术方案是提供一种二硝酰胺铵与冠醚共晶氧化剂，所述二硝酰胺铵与冠醚共晶氧化剂是根据上述二硝酰胺铵与冠醚共晶氧化剂的制备方法制备而成。

更进一步的技术方案是所述二硝酰胺铵与冠醚共晶氧化剂由二硝酰胺铵分子和冠醚分子按摩尔比1:1通过分子间氢键结合形成。

更进一步的技术方案是所述的二硝酰胺铵与冠醚共晶氧化剂属于单斜晶系，P2₁/c空间群。

与现有技术相比，本发明实施例的有益效果之一是：本发明制备的二硝酰胺铵/冠醚共晶具有较低的吸湿性，同时拥有优良的流散性，可作为推进剂及烟火药的组成成份，在低感推进剂中具有较好的应用前景。本发明的制备方法工艺流程简单，操作方便，反应条件温和，安全性好，产品品质高。

附图说明

图1为本发明一个实施例二硝酰胺铵与冠醚共晶氧化剂的制备工艺流程图。

图2为本发明一个实施例中二硝酰胺铵/冠醚共晶氧化剂的晶体结构。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面结合附图及实施例对本发明的具体实施方式进行详细描述。

如图1所示，图1示出了本实施例二硝酰胺铵与冠醚共晶氧化剂的制备工艺流程图。本实施例二硝酰胺铵/冠醚共晶氧化剂的制备过程如下：

步骤一、二硝酰胺铵与冠醚共结晶饱和溶液的制备

将足量二硝酰胺铵加入到结晶溶剂中，升高温度至20℃-50℃，溶解，过滤，得到二硝酰胺铵饱和溶液；将冠醚加入到二硝酰胺铵饱和溶液中溶解，过滤，得到二硝酰胺铵和冠醚共结晶饱和溶液。

步骤二、二硝酰胺铵/冠醚共晶氧化剂的制备

将二硝酰胺铵和冠醚混合饱和溶液过滤，将滤液分别置于培养皿，然后静置于恒温培养箱中，蒸发溶剂，降低溶液过饱和度，依次经过晶核的形成，晶体生长，过滤，干燥，得到二硝酰胺铵/冠醚共晶氧化剂。

具体的，下面详述本发明二硝酰胺铵/冠醚共晶氧化剂的制备方法的具体实施方式。

实施例1

在室温下，将30ml丙酮加入三口烧瓶中，然后在搅拌下加入足量二硝酰胺铵，溶解，过滤，得到二硝酰胺铵的饱和溶液。然后加入足量冠醚，搅拌，溶解，过滤，将滤液盛于烧杯中。然后静止于28℃的恒温箱中，让溶剂蒸发，降低溶液饱和度，析出晶体，干燥得到二硝酰胺铵/冠醚共晶氧化剂。

实施例2

在室温下，将40ml甲乙酮加入三口烧瓶中，然后在搅拌下加入足量二硝酰胺铵，溶解，过滤，得到二硝酰胺铵的饱和溶液。然后加入足量冠醚，搅拌，溶解，过滤，将滤液盛于烧杯中。然后静止于30℃的恒温箱中，让溶剂蒸发，降低溶液饱和度，析出晶体，干燥得到二硝酰胺铵/冠醚共晶氧化剂。

实施例3

在室温下，将60ml甲醇加入三口烧瓶中，然后在搅拌下加入足量二硝酰胺铵，溶解，过滤，得到二硝酰胺铵的饱和溶液。然后加入足量冠醚，搅拌，溶解，过滤，将滤液盛于烧杯中。然后静止于35℃的恒温箱中，让溶剂蒸发，降低溶液饱和度，析出晶体，干燥得到二硝酰胺铵/冠醚共晶氧化剂。

实施例4

在室温下，将50ml甲醇加入三口烧瓶中，然后在搅拌下加入足量二硝酰胺铵，将温度升高到35℃，溶解，过滤，得到二硝酰胺铵的饱和溶液。然后加入足量冠醚，搅拌，溶解，过滤，将滤液盛于烧杯中。然后静止于40℃的恒温箱中，让溶剂蒸发，降低溶液饱和度，析出晶体，燥得到二硝酰胺铵/冠醚共晶氧化剂。

实施例5

在室温下，将100ml丙酮和乙醇(体积比1：1)加入三口烧瓶中，然后在搅拌下加入足量二硝酰胺铵，将温度升高到30℃，溶解，过滤，得到二硝酰胺铵的饱和溶液。然后加入足量冠醚，搅拌，溶解，过滤，将滤液盛于烧杯中。然后静止于40℃的恒温箱中，让溶剂蒸发，降低溶液饱和度析出晶体，干燥得到二硝酰胺铵/冠醚共晶氧化剂。

如图2所示，根据本发明的另一个实施例，本实施例公开了上述实施例二硝酰胺铵与冠醚共晶氧化剂的制备方法制备而成的二硝酰胺铵/冠醚共晶氧化剂。图2示出了本发明二硝酰胺铵/冠醚共晶氧化剂的晶体结构图。由图2可知，本实施例二硝酰胺铵/冠醚共晶氧化剂由二硝酰胺铵分子和冠醚分子按1:1(摩尔比)通过分子间氢键结合形成，属于单斜晶系，P2₁/c空间群。

具体的，如表1所示，本实施例中表1列出了本实施例二硝酰胺铵与冠醚共晶氧化剂与组分性能比较。

表1二硝酰胺铵/冠醚共晶氧化剂与组分的性能比较

由表1可知，本实施例中制备而得的二硝酰胺铵/冠醚共晶氧化剂具有较低的吸湿性，同时拥有优良的流散性，可作为推进剂及烟火药的组成成份，在低感推进剂中具有较好的应用前景。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一个实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。