سنتز و بررسي رفتار آناليز حرارتي مايع يوني پرانرژي آمينوگوانيدينيوم: گوانيدينيوم تري فلويورواستات

Synthesis and Thermal Analysis Behavior of Aminoguanidinium Energetic Ionic Liquid: Guanidinium Trifluoroacetate

آمينوگوانيدينيوم: گوانيدينيوم تريفلويورواستات (AG: GTFA) يك مخلوط مايع يوني پرانرژي و غير حساس براي استفاده در فرمولاسيون‌هاي انفجاري ذوب- ريخته گري است كه امروزه استفاده از آن در صنايع دفاعي مورد توجه قرارگرفته است. در بخش اول اين تحقيق، مايع يوني آمينوگوانيدينيوم تري فلويورواستات (AGTFA) با راندمان تقريبي65% و نقطه ذوب ?C 2±58 از هيدروژناسيون نيتروگوانيدين (NQ) در حضور پودر روي و تريفلويورواستيكاسيد در مقياس آزمايشگاهي تهيه شد. آنگاه گوانيدينيوم تري فلويورواستات (GTFA) با راندمان 98% و نقطه ذوب °C 160 از گوانيدين كربنات توليدي از گوانيدين نيترات، سنتز گرديد. در ادامه، آناليزهاي كمي و كيفي لازم، ازجمله نقطه ي ذوب، طيف‌سنجي مادون‌قرمز تبديل فوريه (FT-IR)، طيف‌سنجي رزونانس مغناطيسي هسته اي هيدروژن (1HNMR)، كربن (13CNMR) و فلويور (19FNMR) و آناليز حرارتي ديفرانسيلي (DTA) و گرما وزن‌سنجي (TG) به منظور شناسايي و تاييد كيفيت مواد حدواسط يا محصولات صورت گرفت. سپس دو ماده GTFA با نقطه ذوب بالا و AGTFA با نسبت وزني ?: ? مخلوط گرديد كه در نتيجه آن يك مايع يوني پرانرژي مركب AG:GTFA با نقطه ذوب °C 84- 76 حاصل شد و كيفيت محصول با آناليز حرارتي مطالعه گرديد. مايع يوني مذكور با توجه به مشكلات نشت اجزاي تري نيتروتولوين در مهمات ذوب- ريخته گري و تغييرات حجمي آن‌ها، قابليت استفاده و جايگزيني در كاربرد مذكور را دارد.

Aminoguanidinium: guanidinium trifluoroacetate (AG:GTFA) has recently been considered in the defense industries as an insensitive and energetic ionic liquid for using in melt-pour explosive formulations. In the first section of this research, aminoguanidinium trifluoroacetate (AGTFA) with efficiency of %65 and melting point of 58.0±2.0 °C was synthesized by hydrogenation of nitroguanidine (NQ) in the presence of zinc powder and trifluoroacetic acid. Then, in the next section, guanidinium trifluoroacetate (GTFA) with efficiency of %98 and melting point of 160.0 °C was synthesized by using guanidinium carbonate intermediate, prepared from guanidine nitrate. The various quantitative and qualitative analytical methods such as melting point, Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), 1H, 13C, and 19F nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), differential thermal analysis (DTA) and thermal gravimetric (TG) techniques were applied to approve the quality of ionic liquids and their intermediates. Finally, two products of AGTFA and GTFA were mixed in 1:1 weight ratio to achieve a homogenized AG:GTFA energetic ionic liquid, having a relatively low melting point near to 76-84 °C. This interesting ionic liquid can be considered as trinitrotoluene (TNT) replacement, due to exudation and volume change problems in TNT based melt-pour explosive formulations.