四硝基甘脲的合成工艺改进及热分析

以尿素和乙二醛为原料,在盐酸催化下经微波加热制得甘脲(GU),用发烟硝酸醋酐对GU硝化合成了四硝基甘脲(TNGU).考察了反应温度、反应时间和发烟硝酸用量等对硝化反应过程的影响.采用红外光谱、核磁共振光谱及元素分析对TNGU结构进行了表征,用DSC对其进行了热分析,用Kissger和Ozawa法确定了TNGU的反应动力学参数,估算了热爆炸临界温度(Tb)及热分解反应的活化熵变(△S≠)、活化函变(△H≠)和活化吉布斯自由能变化值(△G≠).结果表明,TNGU的较佳合成工艺条件为:GU5g时,发烟硝酸70 mL,醋酸酐35 mL,反应温度25 ～30℃,反应时间4h,TNGU收率为84％(以GU计).此工艺较文献废酸液量减少30 mL,硝化时缩短4h.TNGU的Tb为465.34 K,△S≠、△H≠和△G≠分别为171.46 J·mol-1、195.00 kJ·m0l-1和194.99 kJ·mol-1,TNGU的热分解为放热熵增的过程.