聚-5-乙烯四唑的合成与性能研究

以聚丙烯腈(PAN)为原料,通过侧腈基与叠氮化钠(NaN3)和氯化铵(NH4Cl)反应生成四唑环的方法,合成了聚-5-乙烯四唑(PVT)。利用核磁共振(NMR)、红外光谱(IR)、元素分析对PVT进行了结构表征,并通过X射线衍射(XRD)图谱、DSC-TG和感度测试等方法对其进行了性能研究。结果表明,PVT的热分解有两个显著的过程:四唑环的热分解(Td=239,274℃)和残余高分子的热分解(Td=369.9℃)。用1.0 mol.L-1的NaOH溶液滴定得到PVT(含水)酸值为8.50 mmol.g-1,计算可知PVT的四唑含量可达96.92 mol%。

聚5-乙烯基四唑的热行为、比热容和绝热至爆时间研究

采用热重-微商热重法(TG-DTG)研究了聚5-乙烯基四唑的热行为,利用微量热法和理论计算方法研究了聚5-乙烯基四唑的比热容,并计算了其绝热至爆时间。结果表明,聚5-乙烯基四唑的热分解过程主要发生在第二阶段,热分解反应动力学方程为:dα/dt=(10^(21.03)/β)(3/2)(1-α)[-ln(1-α)]1/3exp(-2.292×105/RT),热爆炸临界温度为588.63K,计算获得了聚5-乙烯基四唑的绝热至爆时间为251.4s。

5-乙烯基四唑的合成及表征

3-羟基丙腈与叠氮化铵(叠氮化钠与氯化铵反应获得)经1,3-偶极环化加成获得5-羟乙基四唑,在该合成过程中应用超声波技术,使收率提高至90.5%。5-羟乙基四唑与氯化亚砜经卤代反应得到5-氯乙基四唑,收率为77%;5-氯乙基四唑在碱性条件下经消除反应生成目标化合物5-乙烯基四唑,收率为70%。采用红外光谱、核磁共振、元素分析等对5-氯乙基四唑、5-乙烯基四唑进行结构表征。结果表明,所得产物为目标化合物。该法具有反应收率较高且稳定、易操作等优点。

2-甲基-5-乙烯基四唑的合成与表征

由3-羟基丙腈与叠氮化铵采用超声波辐射技术经1,3-偶极环化加成获得母体化合物5-羟乙基四唑;母体化合物与硫酸二甲酯经取代反应得到中间体甲基-5-羟乙基四唑,然后甲基-5-羟乙基四唑再与氯化亚砜经卤代反应得到中间体2-甲基-5-氯乙基四唑,收率为68%;2-甲基-5-氯乙基四唑在碱性条件下经消除反应生成2-甲基-5-乙烯基四唑,收率为75%。采用红外光谱、核磁共振、元素分析等对2-甲基-5-氯乙基四唑、2-甲基-5-乙烯基四唑进行了结构表征。该法具有反应收率较高且稳定、易操作等优点。

聚(N-丙烯酰基-氨基四唑)合成及表征

在浓碱溶液条件下丙烯酰氯和5-氨基四唑反应,合成了新型高含氮聚合物聚(N-丙烯酰基-氨基四唑)。其主要创新点是将高氮化合物5-氨基四唑引入到了高分子链上。测定了此聚合物在选定溶剂中的溶解度,用二甲基亚砜溶解聚合物测定特性黏度,并测定了聚合物的吸湿率等性能。结果表明,此聚合物相对分子质量适中,吸湿率较低,可以用作发射药的高分子消焰剂。

四唑含能材料研究进展

四唑化合物是一类重要的含能材料。综述了四唑化合物在气体发生剂及四唑聚合物在固体推进剂中的应用,并对四唑单体及四唑聚合物的合成进行了简述。

巯基四唑咪唑鎓离子液晶的合成及其在染料敏化太阳电池中的应用

以4-(反式-4-戊基环己基)苯酚、1,6-二溴己烷和5-巯基-1-甲基四唑为原料,通过三步反应生成目标化合物3-{6[4-(反式-4-戊基环己基)苯氧基]己基}-1-乙烯基咪唑-1-甲基-1H-四唑-5-硫醇盐。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁氢谱(~1H NMR)表征了其分子结构,差示量热扫描(DSC)分析和偏光显微镜(POM)观察结果表明,升温过程中,其在室温至187℃之间是热致性近晶A相离子液晶。将其与1,2-双(1-甲基四唑)-5-二硫化物(T_2)混合作为电解质应用于染料敏化太阳电池(DSSC)中,在AM1.5光强下获得2.3%的光电转化效率。

1,4-二氢-5H-(二硝基亚甲基)-四唑(DNMT)的合成、晶体结构和热行为研究

利用1-氨基-1-肼基-2,2-二硝基乙烯(AHDNE)和亚硝酸钾在酸性水溶液中合成出了高能富氮化合物1,4-二氢-5H-(二硝基亚甲基)-四唑(DNMT),并在水溶液中培养出DNMT·2H2O单晶.该晶体属正交晶系,空间群为Pnma,晶胞参数为:a=10.392(2),b=15.809(4),c=5.0640(11),V=832.0(3)3,Dc=1.629g·cm-3,μ=0.163mm-1,F(000)=432,Z=4,R1=0.0311,wR2=0.0885.运用Gaussian03程序,在6-311++G**基组水平上,用HF和B3LYP两种方法对DNMT分子进行了几何全优化和相应的电荷、轨道能量分析.理论计算和热分析结果表明DNMT呈现较差的热稳定性.