CC BY
9
УДК
Гулакова Е. Ю., Головин А. И., Дьячков А. В., Готфрид С.Д.
ПОЛУЧЕНИЕ КРИСТАЛЛОВ ТРИАМИНОГУАНИДИН НИТРАТА РАЗЛИЧНОЙ МОРФОЛОГИИ
Гулакова Екатерина Юрьевна, лаборант-исследователь целевой поисковой лаборатории «Перспективные высокоэнергетические материалы», e-mail: [email protected]
Головин Артем Игоревич, лаборант-исследователь целевой поисковой лаборатории «Перспективные высокоэнергетические материалы», e-mail: [email protected]
Дьячков Александр Владимирович, в. н. с. целевой поисковой лаборатории «Перспективные высокоэнергетические материалы», e-mail: [email protected]
Готфрид Софья Дмитриевна, инженер кафедры химии и технологии высокомолекулярных соединений, email: [email protected]
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия, 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 20
Изучены методы получения триаминогуанидин нитрата (ТАГН) различной морфологии и дисперсности. Исследовано влияние введения некоторых поверхностно-активных веществ, а также ультразвукового воздействия на размер частиц при перекристаллизации. Получены данные о размерах кристаллов ТАГН при различных методах перекристаллизации.
Ключевые слова: ТАГН, триаминогуанидин нитрат, перекристаллизация, ультразвуковое воздействие, ПАВ, поверхностно-активные вещества.
OBTAINING TRIAMINOGUANIDINE NITRATE CRYSTALS OF VARIOUS MORPHOLOGIES
Gulakova E. Y., Golovin A. I., Diachkov A.V., Gotfrid S.D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
Methods of obtaining triaminoguanidine nitrate (TAGN) of various morphology and dispersion have been studied. The effect of the introduction of some surfactants, as well as ultrasonic action on the particle size during recrystallization has been investigated. Data on the sizes of TAGN crystals has been obtained using various recrystallization methods.
Keywords: TAGN, triaminoguanidine nitrate, recrystallization, ultrasonic action, surfactants.
Морфология и дисперсность - характеристики, которые оказывают воздействие на определенный спектр свойств кристаллических веществ. В частности, дисперсность оказывает своеобразное влияние на возможность горения порошкообразных взрывчатых веществ [1].
Целью исследования настоящей работы было изучение влияния различных факторов на размер частиц при перекристаллизации. Объектом исследования выступал триаминогуанидин нитрат (ТАГН), так как кристаллическая структура данного соединения даёт большой выбор давления сжатия при производстве гранул или таблеток, что влияет на скорость горения состава [2].
Перекристаллизацию проводили путем растворения синтезированного триаминогуанидин нитрата в растворителе при температуре 63 °С на лабораторной магнитной мешалке с подогревом с дальнейшим осаждением при охлаждении. Были выбраны несколько методов воздействия на рекристаллизацию ТАГН:
- высаждение при перемешивании;
- введение поверхностно-активных веществ (ПАВ);
- ультразвуковое диспергирование;
- сочетание вышеперечисленных методов.
В качестве поверхностно-активных веществ были выбраны сульфолан и СФ-2У. Концентрация ПАВ в растворителе была доведена до 0,0025% во избежание пенообразования и коагуляции.
Известно, что ультразвук нашел широкое применение в различных областях науки и техники. Ультразвуковое воздействие приводит к деструкции молекул полимеров, оказывает диспергирующее и коллоидно-химическое действие, ускоряет протекание химических процессов [3]. В качестве ультразвуковых генераторов были использованы ультразвуковая баня NORDBERG JP-020S и ультразвуковой гомогенизатор BANDELIN SONOPULS HD.
На рисунке 1 представлены кристаллы ТАГН после перекристаллизации снятые на оптический микроскоп Nikon LV100ND.
Результаты исследования представлены в сводной таблице 1.
в)
Длима г 107,09 рш
Длина «239,41 |Ш
■У
Длина = 90,94 рт
Длина = 155,11 |лп
Д)
Длина ■ 185.2;
Длина = 207,19 рт
Длина = 202,98 |лп
б)
\\
Г)
е)
Рисунок 1. Снимки кристаллов ТАГН после перекристаллизации: а) без воздействий; б) с перемешиванием; в) с применением ультразвуковой ванны; г) с применением ультразвукового гомогенизатора; д) с добавлением сульфолана;
е) с добавлением СФ-2У.
Таблица 4. Размеры кристаллов ТАГН после перекристаллизации
Опыт Растворитель Перемешивание УЗ воздействие Преимущественные размеры кристаллов, мкм
1 Н2О - - 1600-3000
2 Н2О + - 100-200
3 Н2О - Ванна 40-100
4 Н2О - Гомогенизатор 20-90
5 H2O + сульфолан - - 80-250
6 H2O + сульфолан + - 80-150
7 H2O + сульфолан - Ванна 30-60
8 H2O + сульфолан - Гомогенизатор 20-30
9 H2O + СФ-2У - - 700-1200
10 H2O + СФ-2У + - 170-200
11 H2O + СФ-2У - Ванна 40-80
12 H2O + СФ-2У - Гомогенизатор 40-60
Исходя из данной таблицы, можно сделать вывод, что добавление сульфолана в растворитель позволяет получать более мелкие кристаллы в сравнении с СФ-2У. Для получения наиболее мелкодисперсных кристаллов ТАГН при рекристаллизации является метод добавления сульфолана совместно с использованием ультразвукового гомогенизатора.
Список литературы
1. Андреев К. К. Теория взрывчатых веществ / К. К. Андреев, А.Ф. Беляев - Москва: Оборонгиз, 1960. -595 с.
2. Э. Гаст, П. Земмлер, Б. Шмид Порох для генераторного газа // Российское агентство по патентам и товарным знакам, RU 2117649 ^
3. Ануфриев Р.В. Влияние ультразвуковой обработки на структурно-механические свойства и состав нефтяных дисперсных систем: дис. ... канд. хим. наук : 02.00.13 / Ануфриев Р. В. — Томск, 2017. — 170 с.
