【技术实现步骤摘要】
CL
‑
20与吡嗪共晶含能材料及其制备方法
[0001]本专利技术涉及含能材料
，具体涉及CL
‑
20与吡嗪共晶含能材料及其制备方法。
技术介绍
[0002]对于高能化合物来说，机械钝感和良好的爆轰性能是本质上矛盾体。因此，为了有效合理解决这一矛盾，近年来研究尝试了多种方法，如合成新型钝感化合物或采用共晶技术制备共晶型含能材料。共晶技术可以在不破坏原有含能材料分子化学结构的前提下，改变含能材料的内部组成和晶体结构，既保留了原有含能材料的某些性能，又获得了优于原单组分含能材料的其他性能。共晶含能材料的形成可以有效改善现有高能化合物的密度、熔点、感度、爆速、爆压等物化性质和安全性及爆轰性能。在共晶含能材料中，以六硝基六氮杂异伍兹烷(CL
‑
20)为主体分子的共晶是研究最为广泛。CL
‑
20是一种笼型硝胺化合物，是迄今发现威力最强的高能炸药，然而由于其感度高，晶相热力学不稳定等问题，严重限制了其实际应用。为克服这一缺点，可通过制备基于CL
‑
20的新型共晶含能化合物，对CL
‑
20的性能进行了相应的调整。
[0003]近些年来国内外学者制备并研究了50余种基于CL
‑
20的共晶含能材料物化及能量性能。2016年，Matzger制备了基于CL
‑
20和H2O2的两种同质同化学计量比共晶(CL
‑
20∶H2O2＝2∶1)，这是基于CL
‑>20含能共晶研究中的重大发现。然而，由于其具有相同的化学计量比，其物化和爆轰性能非常相近，不能分别加以充分利用。此外，基于CL
‑
20和H2O2的两种同质同化学计量比共晶相比于CL
‑
20具有更高的感度，更加限制了其后续放大实验及工业化生产。因此，寻找一种可与CL
‑
20共结晶后形成同质异化学计量比共晶的客体分子迫在眉睫。
技术实现思路
[0004]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0005]本专利技术还有一个目的是提供一种CL
‑
20与吡嗪共晶含能材料，其具有比CL
‑
20更低的感度，有利于后续放大实验及工业化生产。
[0006]本专利技术还有另外一个目的是提供一种制备CL
‑
20与吡嗪共晶含能材料的方法，其反应条件温和，操作便捷且易于控制，所述方法能耗低且无废酸废碱废气的产生，有利于后续放大实验及工业化生产。
[0007]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种CL
‑
20与吡嗪共晶含能材料，其为共晶I或者为共晶II；
[0008]其中，所述共晶I为由CL
‑
20与吡嗪的化学计量比为2∶3形成的共晶，属于三斜晶系，空间群为α＝99.036(1)
°
，β＝91.673(1)
°
，γ＝99.140(1)
°
，Z＝2；
[0009]所述共晶II为由CL
‑
20与吡嗪的化学计量比为1∶2形成的共晶，属于单斜晶系，空
间群为P21/c，α＝90
°
，β＝109.30(3)
°
，γ＝90
°
；Z＝8。
[0010]优选的是，其中，所述共晶I的分子式为C
12
H
12
N
15
O
12
，25℃下密度为：ρ＝1.723gem
‑3。
[0011]优选的是，其中，所述共晶II的分子式为C
14
H
14
N
16
O
12
，25℃下密度为：ρ＝1.732gcm
‑3。
[0012]本专利技术的目的还可以进一步由CL
‑
20与吡嗪共晶含能材料的制备方法来实现，包括：
[0013]共晶I的制备方法包括如下步骤：
[0014]1)向混合溶剂中加入CL
‑
20和吡嗪，搅拌升温40～50℃，继续搅拌2～4h；
[0015]2)待CL
‑
20和吡嗪完全溶解后，降至室温，过滤，滤液在室温下静置2～4天、挥发溶剂、洗涤干燥得共晶I；
[0016]共晶II的制备方法包括如下步骤：
[0017]a)向溶剂中加入CL
‑
20和吡嗪，搅拌升温60～70℃，继续搅拌2～4h；
[0018]b)待CL
‑
20和吡嗪完全溶解后，降至室温，过滤，滤液在室温下静置4～7天、挥发溶剂、洗涤干燥得共晶I。
[0019]优选的是，其中，所述步骤1)中，混合溶剂、CL
‑
20和吡嗪的用量比为4～8mL∶0.4～0.5g∶0.12～0.18g。
[0020]优选的是，其中，所述步骤a)中，溶剂、CL
‑
20和吡嗪的用量比为3～8mL∶0.4～0.5g∶0.15～0.25g。
[0021]优选的是，其中，所述步骤1)中，混合溶剂为体积比为1∶1的乙酸乙酯和甲醇。
[0022]优选的是，其中，所述步骤a)中，溶剂为乙酸乙酯。
[0023]优选的是，其中，所述步骤2)中，干燥是在真空度为600～800mmHg、温度为70～80℃下干燥3～6h；所述步骤b)中，干燥时在真空度为600～800mmHg、温度为70～80℃下干燥5～8h。
[0024]优选的是，其中，所述步骤2)与所述步骤b)中，洗涤均采用氯仿淋洗。
[0025]本专利技术至少包括以下有益效果：
[0026]1、本专利技术通过CL
‑
20与吡嗪形成两种不同化学计量比的共晶，其具有比CL
‑
20更低的感度，有利于后续放大实验及工业化生产。
[0027]2、本专利技术通过控制不同的反应条件使CL
‑
20与吡嗪形成两种不同化学计量比的共晶。同质异化学计量比共晶的形成不仅取决于原料的摩尔比，而且还受到极性非质子溶剂或质子溶剂的影响：(1)共晶II不能通过向其饱和乙酸乙酯溶液中加入质子化溶剂甲醇而进一步转化为共晶I，说明共晶I和II之间不能通过改变溶剂而相互转化；(2)只有在质子化溶剂甲醇的存在下才能形成共晶I。
[0028]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0029]图1为本专利技术实施例1中共晶I的晶体堆积图；
[0030]图2为本专利技术实施例1中共晶II的晶体堆积图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.CL
‑
20与吡嗪共晶含能材料，其为共晶I或者为共晶II；其中，所述共晶I为由CL
‑
20与吡嗪的化学计量比为2∶3形成的共晶，属于三斜晶系，空间群为间群为α＝99.036(1)
°
，β＝91.673(1)
°
，γ＝99.140(1)
°
，Z＝2；所述共晶II为由CL
‑
20与吡嗪的化学计量比为1∶2形成的共晶，属于单斜晶系，空间群为P21/c，a＝90
°
，β＝109.30(3)
°
，γ＝90
°
；Z＝8。2.如权利要求1所述的CL
‑
20与吡嗪共晶含能材料，其中，所述共晶I的分子式为C
12
H
12
N
15
O
12
，25℃下密度为：ρ＝1.723g cm
‑3。3.如权利要求1所述的CL
‑
20与吡嗪共晶含能材料，其中，所述共晶II的分子式为C
14
H
14
N
16
O
12
，25℃下密度为：ρ＝1.732g cm
‑3。4.一种制备权利要求1～3任一项所述的CL
‑
20与吡嗪共晶含能材...
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