RU2546675C2 - Способ определения степени кристалличности составов на основе дифениламина - Google Patents
Способ определения степени кристалличности составов на основе дифениламина Download PDFInfo
- Publication number
- RU2546675C2 RU2546675C2 RU2013116681/04A RU2013116681A RU2546675C2 RU 2546675 C2 RU2546675 C2 RU 2546675C2 RU 2013116681/04 A RU2013116681/04 A RU 2013116681/04A RU 2013116681 A RU2013116681 A RU 2013116681A RU 2546675 C2 RU2546675 C2 RU 2546675C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crystallinity
- dpa
- groups
- degree
- ratio
- Prior art date
Links
- DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N diphenylamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC1=CC=CC=C1 DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 41
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 4
- 125000001841 imino group Chemical group [H]N=* 0.000 claims 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 5
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 2
- -1 amine compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 abstract 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract 1
- 150000002466 imines Chemical class 0.000 abstract 1
- 238000005375 photometry Methods 0.000 abstract 1
- 239000003380 propellant Substances 0.000 abstract 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 11
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 11
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 9
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 3
- DSSYKIVIOFKYAU-XCBNKYQSSA-N (R)-camphor Chemical compound C1C[C@@]2(C)C(=O)C[C@@H]1C2(C)C DSSYKIVIOFKYAU-XCBNKYQSSA-N 0.000 description 2
- DYSXLQBUUOPLBB-UHFFFAOYSA-N 2,3-dinitrotoluene Chemical compound CC1=CC=CC([N+]([O-])=O)=C1[N+]([O-])=O DYSXLQBUUOPLBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000723346 Cinnamomum camphora Species 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 229960000846 camphor Drugs 0.000 description 2
- 229930008380 camphor Natural products 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 125000003155 secondary aromatic amine group Chemical group 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- ADCBKYIHQQCFHE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dimethyl-1,3-diphenylurea Chemical compound C=1C=CC=CC=1N(C)C(=O)N(C)C1=CC=CC=C1 ADCBKYIHQQCFHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005280 amorphization Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000001755 vocal effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу определения степени кристалличности бинарных флегматизирующих составов на основе дифениламина(ДФА), не содержащих других имино- и аминосоединений. Способ может быть использован, например, для изучения характера распределения компонентов в составе, пористости в диффузионной зоне и других физико-химических характеристик порохов. Способ основан на использовании метода ИК-спектроскопии и заключается в следующем. Образцы готовят в виде расплава, фотометрируют в области 3300-3400 см-1 и рассчитывают степень кристалличности (X) по формуле:
где СДФА - отношение интенсивностей полос поглощения дублета валентных колебаний NH-групп исходного ДФА при υ1=3380 см-1 к υ2=3350 см-1
CX - отношение интенсивностей полос поглощения дублета валентных колебаний NH-групп в испытуемой смеси при υ1=3380 см-1 к υ2=3350 см-1. При этом целесообразно использовать для определения ДФА только с высокоплавкими соединениями (с температурой плавления > 100oC). Способ позволяет повысить точность оценки степени кристалличности и выбрать оптимальный состав для флегматизации энергетических композиций. 2 табл.
Description
Изобретение относится к физико-химическому анализу и может быть использовано при определении степени кристалличности бинарных флегматизирующих составов на основе дифениламина.
Изобретение предназначено для определения степени кристалличности бинарных смесей на основе дифениламина (ДФА) методом ИК-спектроскопии.
Известны несколько способов определения степени кристалличности полимеров и композиций на их основе:
1. Рентгенографический [1], основанный на концепции строения целлюлозы как полимере, состоящем из двух фаз: кристаллической с той или иной степенью дефектности и аморфной, которую рассматривают, исходя из представлений об идеальном расплаве. Найденная из рентгенографических исследований степень кристалличности характеризует долю регулярно упакованных молекул, совокупность которых обусловливает появление на дифракционной картине брэгговских отражений, взятую по отношению к хаотически ориентированным молекулам, рассеивающим излучение диффузно.
Для расчета степени кристалличности реализуется метод Руланда в сочетании с методом выделения рассеяния аморфной составляющей. Контуры пиков аппроксимировались функцией Гаусса. Степень кристалличности рассчитывалась как из рентгенограмм, полученных на отражение, так и из реш генограмм, зарегистрированных в геометрии на просвет.
2. Рентгено-структурный [2], разработанный для модифицированных целлюлоз и основанный на предельно полном анализе формы пика рентгенограмм (002). Вся информация извлекается из склонов пика (002), получаемых при измерениях в малом диапазоне углов (2-3°). На основе полученных данных предложена модель целлюлозы с более сложной структурной организацией, включающая деформированные (изогнутые) макромолекулярные цепи. Предложенный метод разработан для определения степени кристалличности целлюлозы.
3. Неразрушающий [3], который включает нагрев образца до образования кристаллической фазы, при этом измеряют скорости теплового расширения образца при максимальном значении температуры и при минимальном ее значении в интервале температур, соответствующих образованию кристаллической фазы, а степень кристалличности определяют из отношения указанных скоростей теплового расширения образца. Этот метод был предложен для исследования физических и структурных свойств композиционных материалов на основе полимеров и сплавов.
4. Ультразвуковой [4], заключающийся в том, что осуществляют излучение импульсов ультразвуковых колебаний излучателем, производят прием импульсов, прошедших образец, приемником, измеряют скорости их распространения и коэффициент затухания ультразвуковых колебаний, а на основе измеренных параметров ультразвуковых колебаний рассчитывают степень кристалличности эластомера.
5. Способ [5], учитывающий пьезоэлектрические и пироэлектрические свойства целлюлозы в древесине. Подход позволяет проводить оценку степени кристалличности многих волокнообразующих полимеров.
6. Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) [6], позволяющая по изменению степени поглощения и определению температуры плавления с высокой точностью определять степень кристалличности различных компонентов, в том числе бинарных Полиэтилен-Полипропилен (ПЭ-ПП) смесей в изотропном и ориентированном состоянии [7] и смесей сополимеров этилена с випилацетатом (СЭВА), т.к. в зависимости от содержания винилацетата (ВА) реализуются необычные свойства композиций. Так, для смеси СЭВА-14+СЭВА-22 (число - содержание ВА в %) концентрационная зависимость степени кристалличности (к), оцененная методом ДСК, имеет положительное отклонение от аддитивных значений [8].
Недостатками всех рассмотренных методов является трудность в идентификации сложных смесей компонентов, применение дорогостоящего оборудования и высокая трудоемкость процесса.
Наиболее близким техническим решением является способ определения степени кристалличности целлюлозы методом ИК-спектроскопии [9], согласно которому в качестве критерия степени кристалличности целлюлозы предлагается величина отношения интенсивности полосы поглощения при 1372 см-1 (деформационные колебания СН-групп) к интенсивности полосы поглощения при 2900 см-1 (валентные колебания СН-групп).
Недостатком метода является ограниченность исследуемых объектов, т.е. возможность оценки степени кристалличности только различных видов целлюлоз.
Поэтому целью изобретения является разработка критерия оценки степени кристалличности бинарных составов на основе ДФА. В основу предлагаемого способа оценки степени кристалличности заложено измерение величины отношения максимума поглощения валентных колебаний NH-групп при υ1=3380 см-1 к υ2=3350 см-1.
При разработке данного способа оценки степени кристалличности бинарных составов на основе ДФА было установлено, что для исходного кристаллического ДФА (со степенью кристалличности 100%) данная полоса поглощения представляет дублет с двумя максимумами при υ1=3380 см-1 и и υ2=3350 см-1. В случае полной аморфизации композиционного состава на основе ДФА изменяется его агрегатное состояние, т.е. он становится жидким и степень его кристалличности составляет 0%. В основу предлагаемого способа оценки степени кристалличности заложено измерение величины отношения максимума поглощения валентных колебаний NH-групп при υ1=3380 см-1 к максимуму при и υ2=3350 см-1.
При подготовке смесей к испытаниям порошкообразные компоненты порохов тщательно перемешивают с ДФА в агатовой ступке, затем нагрева ют до полного расплава и отливают пленку на подложках из КВr. Образцы, полученные таким образом, фотометрируют в области 3300-3400 см-1 и рассчитывают соотношения полос поглощения дублета полосы валентных колебаний NH-групп по формуле (1)
где X - степень кристалличности состава, %;
CX - отношение интенсивностей полос поглощения дублета валентных колебаний NH-групп в испытуемой смеси;
СДФА - отношение интенсивностей полос поглощения дублета валентных колебаний NH-групп исходного ДФА.
В качестве второго компонента смеси могут использоваться, например, камфара, динитротолуол (ДНТ), централит II (Ц II) и другие соединения, не имеющие в структуре молекулы NH- и NH2-групп.
Например, в бинарных смесях ДФА: камфара расщепления полосы валентных колебаний NH-групп не наблюдается, т.е. степень кристалличности данных смесей равна 0. В отличие от них в ИК-спектрах бинарных смесей ДФА: Ц II (Ц I) наблюдается расщепление дублета полосы валентных колебаний NH-групп и степень кристалличности данных бинарных смесей составляет 70-98%. Результаты испытаний смесей различного состава приведены в табл.1. 
При анализе бинарных смесей на основе ДФА в первую очередь учитывался тот факт, что NH-группы присутствуют только в структуре молекулы ДФА, а остальные компоненты не содержат NH-группы (вторичных ароматических аминных групп). Ниже приведены структурные формулы используемых соединений (таблица 2):
Все вышеприведенные соединения кроме ДФА не содержат вторичных ароматических аминных групп.
Изменение формы полосы поглощения валентных колебаний NH-групп и соотношения интенсивностей полос поглощения обуславливаются процессами образования межмолекулярных связей с участием протонов NH-групп соединений. Энергия образующихся межмолекулярных связей коррелирует со степенью кристалличности испытуемых смесей: чем выше энергия образующихся комплексов, тем ниже степень кристалличности.
Предлагаемый нами способ позволяет с высокой экспрессностью, точностью и информативностью проводить оценку степени кристалличности различных бинарных составов на основе ДФА и, в частности, выбрать оптимальный состав для флегматизации энергетических композиций.
Источники информации
1. Степень кристалличности целлюлозных материалов и определение размеров областей когерентного рассеяния / Л.А.Алешина, Л.А.Луговская, А.Д.Фофанов II Всероссийская конференция «Химия и технология растительных веществ» // Казань.- 2002.
2. Количественный рентгено-структурный анализ модифицированных целлюлоз / Н.А.Секушин, Л.С.Кочева, В.А.Демин // Химия растительного сырья. 1999. №1.С.59-64.
3. Патент №2064678 Российской Федерации, МПК7 G01N 33/44, G01N 25/02. Способ определения степени кристалличности материалов / Лобачев К.И.; Баталов B.C.; заявитель и патентообладатель Специальное конструкторско-технологическое бюро световых и светосигнальных приборов Акционерного общества "Электролуч" - №4808391/25; заявл. 30.03.1990; опубл. 27.07.1996.
4. Патент №2291420 Российской Федерации, МПК7 G01N 29/07, G01N 29/11. Способ определения степени кристалличности эластомеров ультразвуковым методом / Битюков В.К., Хвостов А.А., Сотников П.А.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия - заявл. 11.07.2005; опубл. 10.01.2007
5. Новый подход к определению степени кристалличности целлюлозы в древесине / Н.Ю.Евсикова, Н.С.Камалова, Н.Н.Матвеев, В.В.Постников//ИЗВЕСТИЯ РАН. Серия физическая. 2010, т. 74, №9, с.1373-1374.
6. Дифференциальная сканирующая калориметрия / Емелина, А.Л. // Учебное пособие, М: МГУ. - 2009.
7. Взаимосвязь структуры и свойств ПЭ-ПП смесей / Прядилова О.В., Петронюк Ю.С., Чертышная Ю.В., Леднева О.А., Попов А.А. // Бутлеровские сообщения. 2002. №11. Т.З.
8. Структурные особенности бинарных смесей сополимеров этилена и винилацетата / Стоянов О.В., Герасимов В.К., Чалых А.Е., Хузаханов P.M., Ахмадиев P.P., Алиев А.Д., Вокаль М.В.// Структура и динамика молекулярных систем. Яльчик 2006, с.265-268.
9. Целлюлоза и ее производные / Байклз Н., Сегал Л. // М.: «Мир», 1974. С.231-233.
Claims (1)
- Способ определения степени кристалличности составов на основе дифениламина, не содержащих других имино- и аминосоединений, отличающийся тем, что образцы готовят в виде расплава, фотометрируют в области 3300-3400 см-1, а степень кристалличности (X) рассчитывают по формуле
где СДФА - отношение интенсивностей полос поглощения дублета валентных колебаний NH-групп исходного ДФА при υ1=3380 см-1 к υ2=3350 см-1
CX - отношение интенсивностей полос поглощения дублета валентных колебаний NH-групп в испытуемой смеси при υ1=3380 см-1 к и
υ2=3350 см-1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013116681/04A RU2546675C2 (ru) | 2013-04-11 | 2013-04-11 | Способ определения степени кристалличности составов на основе дифениламина |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013116681/04A RU2546675C2 (ru) | 2013-04-11 | 2013-04-11 | Способ определения степени кристалличности составов на основе дифениламина |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013116681A RU2013116681A (ru) | 2014-10-20 |
| RU2546675C2 true RU2546675C2 (ru) | 2015-04-10 |
Family
ID=53296710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013116681/04A RU2546675C2 (ru) | 2013-04-11 | 2013-04-11 | Способ определения степени кристалличности составов на основе дифениламина |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2546675C2 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2136685C1 (ru) * | 1993-03-12 | 1999-09-10 | Фармация Энд Апджон Компани | Кристаллическая свободная цефтиофуровая кислота, композиция на ее основе и способ ее получения |
| RU2160667C2 (ru) * | 1995-05-29 | 2000-12-20 | Хостаглас Лтд. | Аморфная окрашенная пластина из кристаллизуемого термопласта |
| WO2009136491A1 (ja) * | 2008-05-07 | 2009-11-12 | 日本曹達株式会社 | 顕色性組成物及びそれを含有する記録材料 |
| RU2445299C2 (ru) * | 2010-01-26 | 2012-03-20 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") | Способ водно-дисперсионной флегматизации пороха |
-
2013
- 2013-04-11 RU RU2013116681/04A patent/RU2546675C2/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2136685C1 (ru) * | 1993-03-12 | 1999-09-10 | Фармация Энд Апджон Компани | Кристаллическая свободная цефтиофуровая кислота, композиция на ее основе и способ ее получения |
| RU2160667C2 (ru) * | 1995-05-29 | 2000-12-20 | Хостаглас Лтд. | Аморфная окрашенная пластина из кристаллизуемого термопласта |
| WO2009136491A1 (ja) * | 2008-05-07 | 2009-11-12 | 日本曹達株式会社 | 顕色性組成物及びそれを含有する記録材料 |
| RU2445299C2 (ru) * | 2010-01-26 | 2012-03-20 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") | Способ водно-дисперсионной флегматизации пороха |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Н. Ю. ЕВСИКОВА и др., Новый подход к определению степени кристалличности целлюлозы в древесине, Известия РАН, Серия физическая,2010,т.74.N9,с.1373-1374 . Л.А.АЛЕШИНА и др., Степень кристалличности целлюлозных материалов и определение размеров областей когерентного рассеяния, II Всероссийская конференция Химия и технология растительных веществ, Казань, 24-27 июня 2002, стр. 141-142. * |
| С.В.ГАБЕЛКОВ и др., "Влияние оксидных добавок на спектрально-оптические свойства моноалюмината гадолдиния, Вопросы атомной науки и техники,2002, N3,стр.94-97. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013116681A (ru) | 2014-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103335976B (zh) | 利用太赫兹时域光谱检测硫酸盐、硝酸盐溶液浓度的方法 | |
| Sandeman et al. | Crystallinity studies of polyamides by infrared, specific volume and X‐ray methods | |
| Mafy et al. | Effect of temperature perturbation on hydrogen bonding in aqueous solutions of different urea concentrations | |
| CN104237157A (zh) | 应用太赫兹时域光谱技术检测粮食中氨基酸含量的方法 | |
| CN104181122A (zh) | 利用太赫兹时域光谱技术检测粮食中农药含量的方法 | |
| Ducruet et al. | Evaluation of hydroxyl terminated polybutadiene‐isophorone diisocyanate gel formation during crosslinking process | |
| Beuermann et al. | Kinetics of free radical solution polymerization of methyl methacrylate over an extended conversion range | |
| Sun et al. | Quantification of SBS content in SBS polymer modified asphalt by FTIR | |
| CN104777150A (zh) | 测量牛奶或奶粉蛋白质掺假的便携滤光片式拉曼光谱仪 | |
| CN106442424A (zh) | 利用石墨烯太赫兹表面等离子效应的酒精浓度测量装置及其方法 | |
| RU2546675C2 (ru) | Способ определения степени кристалличности составов на основе дифениламина | |
| CN103323411A (zh) | 一种检测塑化剂的方法及装置 | |
| Yamamoto et al. | Far-infrared absorption measurements of polypeptides and cytochrome c by THz radiation | |
| Ding et al. | Terahertz spectroscopic investigation of salicylic acid and sodium salicylate | |
| Litmanovich et al. | The problem of bimodal distributions in dynamic light scattering: Theory and experiment | |
| CN100557414C (zh) | 一种测定硝化棉含氮量与氮量均匀性的方法 | |
| CN106990062B (zh) | 一种基于太赫兹旋光效应的混油检测方法 | |
| Wu et al. | The diffusion of alcohols and water in polyamide 11: A study by fourier‐transform near‐infrared spectroscopy | |
| Gołofit et al. | Solid–liquid equilibrium and thermochemical properties of the TNT–DINA system | |
| Zhong et al. | Standoff distance detection of explosive materials with THz waves | |
| CN103674994A (zh) | 明胶标准数据库的建立方法及系统、明胶鉴别方法及系统 | |
| Kulivar | A technique to measure sensitivity of explosives to the effect of laser pulse radiation | |
| CN114778479B (zh) | 一种cl-20/hmx共晶过程中共晶含量表征方法 | |
| Trofimov et al. | About possibility of eliminating the influence of water vapour on the detection and identification of substance at using the THz laser pulse | |
| Hou et al. | Spectral Investigation of Aspartame and Acesulfame Utilizing PXRD, Raman, FTIR, and THz Technologies |