Pikrik asidin enerjik olmayan maddelerle ko-kristalizasyonu ve ko-kristallerin enerjik madde özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada amaç bir enerjik madde olan Pikrik asidin patlama hızı, patlama hassasiyeti, patlama basıncı, oksijen dengesi ve termal kararlılığı gibi kritik özelliklerinin iyileştirilmesi için bir yöntem önermektir. Çalışma kapsamında Pikrik asit ile 1:1 molar oranında, çözücü buharlaştırma yöntemiyle hazırlanmış 9- Bromoantrasen ile ko-kristaller elde edilmiştir. Elde edilen enerjik ko-kristaller tek kristal ve toz X-Işını kırınımı, Kütle spektrometresi, Taramalı Diferansiyel Kalorimetre (DSC), Kızılötesi spektroskopisi ve Darbe Hassasiyet Testi ile karakterize edilmiştir. Tek kristal ve Toz X-Işını Kırınım verileri analizi ile ko-kristallerin elektron verici-elektron alıcı π…π istifleme etkileşimlerinden oluştuğunu ortaya koyulmuştur. Darbe hassasiyeti testleri sonucu yapılan ölçümler, ko-kristallerin saf Pikrik Asit 'e kıyasla önemli ölçüde azaltılmış darbe hassasiyetine sahip olduğunu göstermiştir. Enerjik ko-kristallerin termal özellikleri Termogravimetri ve DSC ile analiz edilerek patlama entalpileri, erime noktası ve bozunma sıcaklığı ölçülmüştür. Ayrıca elde edilen enerjik ko-kristallerin Gaussian 09 paket yazılımı yardımıyla teorik standart oluşum entalpileri hesaplanmıştır. Bu çalışmada teorik hesaplamalar ve deneysel analizler sonucunda yeni oluşan Pikrik asit: 9-Bromoantrasen ko-kristalinin yoğunluk, oksijen dengesi, erime noktası, patlama performansı (patlama basıcı, patlama hızı ve hassasiyeti) ve bozunma sıcaklığı gibi önemli özelliklerinin saf Pikrik Asite göre değiştiğini göstermiştir.Yapılan bu ko-kristallendirme tekniği ile kimyasal senteze ihtiyaç olmadan gelişmiş ve güvenli, gelecekte savunma sanayi, adli bilimler ve endüstride kullanılabilecek alternatif yeni nesil patlayıcı maddeler önermektir.Anahtar Kelimeler: Enerjik madde, 2,4,6-Trinitrofenol, Ko-kristallenme, Patlayıcı Hassasiyeti, Patlayıcı Performansı, 9- Bromoantrasen

The aim of this study is to suggest a method for improving the critical properties of an energetic substance such as detonation velocity, detonation sensitivity, detonation pressure and oxygen balance. In the study, 1:1 ratio of picric acid, 1 - Bromopyrene and 9 - Bromoanthracene co - crystals prepared by solvent evaporation method were obtained. Energetic co-crystals were characterized by single crystal and powder X-ray diffraction, Mass spectrometry, Scanning Differential Calorimeter (DSC), Infrared spectroscopy and Impact Sensitivity Test. Single Crystal and Powder X-Ray Diffraction data analysis revealed that co-crystals consisted of electron donor-electron acceptor π … π stacking interactions. Measurements performed as a result of impact sensitivity tests showed that the co-crystals had a significantly reduced impact sensitivity compared to pure Picric Acid. The thermal properties of energetic co-crystals were analyzed by Thermogravimetry and Differential Scanning Calorimetry to measure the detonation enthalpy. In addition, the thermal properties of the energetic co-crystals subject to the study were analyzed by thermogravimetry and differential scanning calorimetry. In addition, the theoretical standard formation enthalpies of the energetic co-crystals obtained by Gaussian 09 package software were calculated. The theoretical calculations show that the important properties of the co-crystals such as density, oxygen balance, melting point, explosion performance are changed according to pure Picric acid. The aim of this co-crystallization technique is to propose a new generation of explosive substances that are developed and safe without the need for chemical synthesis and that can be used in the future defense industry, forensic sciences and industry.Key words: Energetic material, 2, 4, 6-Trinitrophenol, Co-crystallisation, Explosive sensitivity, Explosive performance, 1- Bromopyrene, 9- Bromoanthracene