新型二硝酰胺根多氮含能铜配合物的合成与表征

摘要

为了高效地制备低感度、环保的含能燃速催化剂,以二硝酰胺铵(ADN)为前体,经离子交换反应得到二硝酰胺酸(HDN),该反应液与碱式碳酸铜(Ⅱ)反应制备二硝酰胺铜(Ⅱ),再与富氮配体(氨、咪唑、4⁃氨基⁃1,2,4⁃三唑⁃5⁃酮)进一步合成获得了3种含能金属配合物[Cu(NH3)4(DN)2]、[Cu(IMI)4(DN)2]、[Cu(ATO)4](DN)2。利用X射线单晶衍射、红外光谱、元素分析等方法准确表征了3种配合物的结构,测定了3种配合物的热稳定性、吸湿性、撞击感度、摩擦感度、静电火花感度以及[Cu(IMI)4(DN)2]对推进剂燃速的提升效果。结果表明3种配合物的热稳定性均满足固体推进剂的应用要求,初始分解温度均大于140℃。3种配合物的吸湿性有明显改善,仅为原料ADN的2%~5%。配合物[Cu(IMI)4(DN)2]的感度最低,撞击感度28.6 J、摩擦感度0%、静电火花感度185 mJ。在丁羟推进剂中添加质量分数为4%的[Cu(IMI)4(DN)2]时,可将基础配方推进剂燃速提升27.7%。