共晶化合物及其製備方法以及氣體產生器推進劑之氧化劑CO-CRYSTAL COMPOUND, METHOD FOR PREPARING THE SAME AND OXIDANT OF GAS GENERATOR PROPELLANT

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

美國

專利申請案號

13/354,993

專利證號

US 8,642,789 B2

專利獲證名稱

共晶化合物及其製備方法以及氣體產生器推進劑之氧化劑CO-CRYSTAL COMPOUND, METHOD FOR PREPARING THE SAME AND OXIDANT OF GAS GENERATOR PROPELLANT

專利所屬機關 (申請機關)

國立中央大學

獲證日期

2014/02/04

技術說明

以硝酸銨(ammonium nitrate)為主體材料，選擇客體材料苯並-18-冠-6-醚(Benzo-18-crown-6)於攝氏25℃或室溫下將兩溶質溶於溶劑(甲醇或乙醇)中，使用反溶劑法獲得主客體材料一比一以氫鍵結合的共晶化合物AN—B18C6。 因為客體材料的影響改變了主體材料空間中的排列方式，可能會對於其性質上有所改變，故我們利用TGA測試其吸濕性、用LTDSC測試其相轉換溫度，用燃燒儀(strand burner)測量含此共晶化合物的推進劑(propellant)的燃燒速率(burning rate)。結果發現(1)AN—B18C6並不會吸空氣中的水氣，(2)Form IV→Form III 固固相轉換(約52℃)、Form III→Form II固固相轉換(約82℃) 和169℃左右時硝酸銨的熔點消失，而125℃的值應為此共晶化合物的熔點。(3)以此共晶化合物為組成的推進劑(propellant)具有低的燃燒速率和高的壓力指數。因此此共晶化合物可望取代硝酸銨而成為氣體產生器推進劑(gas generator propellant)中的氧化劑(oxidizer)。此外此共晶化合物和硝酸銨在相同莫爾數的硝酸銨的基準下分別燃燒，升溫過程產生的煙量比較結果顯示:硝酸銨和苯並-18-冠-6-醚以1比1藉由氫鍵形成的共晶化合物在升溫過程中放出煙量較硝酸銨少。 希望將共晶化合物的概念應用在以硝酸銨為氧化劑的推進劑上，可以將硝酸銨和客體(guest)材料如冠醚一起形成共晶化合物(co-crystal)，以改善硝酸銨本身在常用溫度下的相轉換問題及吸濕性。 Ammonium nitrate (AN) as a host material and benzo-18-crown-6 (B18C6) as a guest material were dissolved in methanol or ethanol. We synthesized a 1:1 cocrystal of ammonium nitrate and benzo-18-crown-6 by antisolvent method. These two molecules bonded via hydrogen bonding. The existence of guest material would affect the lattice arrangement of host material. Therefore, the property of host material would change. Hence, we use TGA, LTDSC and strand burner to identify hygroscopicity, phase transition temperature and burning rate, respectively. We hoped that the concept of cocrystal could be applied to AN-based propellant to modify disadvantages of AN such as phase transition at room temperature and hygroscopicity. Cocrystal of AN and crown ether was one way to reach this goal.

備註

本部(收文號1060048584)同意該校106年7月13日中大研字第1061430172號函申請終止維護專利

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