[发明专利]多孔芳香骨架EPAF-4材料和NTO复合盐含能材料及制备方法

说明书

本发明涉及多孔芳香骨架EPAF‑4材料和NTO复合盐含能材料及制备方法，以含能单体2‑硝基对苯二甲醛和三氨基胍盐酸盐为原料，合成出一种席夫碱类含能阳离子多孔芳香骨架EPAF‑4材料，通过电荷相互作用引入高能强酸性单质炸药NTO，制备了新型高能低感NTO@EPAF‑4复合盐类含能材料。本发明丰富了新型高能低感含能材料的种类，也为抑制NTO含能单质炸药酸性腐蚀问题提供一个新的研究策略。

技术领域

本发明属于含能材料领域，涉及一种多孔芳香骨架EPAF-4材料和NTO复合盐含能材料及制备方法。

背景技术

NTO(3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮)是是近年来受到广泛关注的高能量单质炸药，它的爆轰性能接近黑索今，安全性较好，具有很好的发展前景。而NTO的酸性较强，能够腐蚀金属壳体，这直接影响了它的应用价值。因此，开展NTO类单质炸药酸性腐蚀的抑制与防护研究具有非常重要的意义。目前解决NTO酸性问题主要分为两个方面：(1)根据Lewis酸碱理论，选择能够与NTO发生较强酸碱作用的粘结剂对其进行包覆；(2)取代NTO唑环上的活泼氢进而生成NTO盐，如有机胺盐、金属盐等。然而，非含能组分的包覆会导致性能降低，同时成盐后的含能材料感度安全性的难以控制，这些问题又给含能材料的设计增加了新的难度。

发明内容

本发明提供了一种席夫碱类含能阳离子多孔芳香骨架及NTO复合盐含能材料的及制备方法。以含能单体2-硝基对苯二甲醛和三氨基胍盐酸盐为原料，合成出一种新型的席夫碱类含能阳离子多孔芳香骨架EPAF-4材料，随后与高能单质炸药NTO结合，成功获得高能量与低感度兼备的新型复合盐类含能材料NTO@EPAF-4。

该材料以含能单体2-硝基对苯二甲醛和三氨基胍盐酸盐聚合形成基于席夫碱连接的阳离子多孔骨架，具有高的能量密度和稳定性。将该材料与NTO进一步结合形成NTO@EPAF-4复合盐含能材料。保证材料高能量的同时，通过电荷相互作用和配位键作用大大抑制了NTO的酸性腐蚀金属等问题。

本发明通过下述技术方案实现：

多孔芳香骨架EPAF-4材料，结构如下：

该席夫碱类含能阳离子多孔芳香骨架EPAF-4材料的制备有两种，分别为：

制备方法(1)：称取一定量的2-硝基对苯二甲醛和三氨基胍盐酸盐于派热克斯玻璃管中，加入适量不同比例混合溶剂和一定浓度醋酸，将混合溶液超声一段时间。在氮气保护下和液氮下进行冻抽操作，经过冷冻-抽真空-解冻三个循环，随后在真空条件下利用丁烷/氧气火焰下进行封管。当装有混合溶液的玻璃管升到室温后，将其放置在80-120℃烘箱中反应2-4天。从烘箱中取出玻璃管冷却至室温，将产物过滤。然后用无水甲醇进行洗涤，80℃真空干燥过夜，获得席夫碱类含能阳离子多孔芳香骨架EPAF-4材料。

制备方法(2)：称取一定量的2-硝基对苯二甲醛和三氨基胍盐酸盐于双口瓶中，加入少量溶剂和醋酸，将混合溶液超声一段时间。在氮气保护下，在80-120℃油浴中搅拌反应2-4天，将产物过滤。用无水甲醇进行洗涤，80℃真空干燥过夜，获得席夫碱类含能阳离子多孔芳香骨架EPAF-4材料。

所述的反应溶剂为二氧六环、均三甲苯、邻二氯苯、正丁醇、N,N-二甲基乙酰胺。

本发明提供的NTO与EPAF-4复合盐含能材料，是采用离子交换法来实现的。称取一定质量的NTO于玻璃瓶中，加入适量溶剂使其充分溶解，随后加入EPAF-4材料。将玻璃瓶置于25-50℃油浴中持续搅拌(搅拌速率为200-400r/min)24小时即可获得NTO@EPAF-4复合盐含能材料。

所述溶剂为以下任一种水、水和乙醇、水和甲醇、水和N,N-二甲基甲酰胺；混合溶剂比例为体积比依次为3：1或2：1或1:1。

与现有技术相比，本发明的有益效果有：