مدل سازي و ارزيابي حلاليت مواد منفجره HMX و RDX در حلال اوتكتيك عميق(DES) بر پايه دي‌اتيلن‌گلايكول و روي استات

Statistical Modelling and Evaluation of Solubility of HMX and RDX Explosives in Deep Eutectic Solvent Based on Diethylene glycol and Zinc acetate

در اين تحقيق با استفاده از حلال ارزان، ايمن و با سميت كم دي اتيلن گلايكول (دهنده پيوند هيدروژني) و نمك روي استات (پذيرنده پيوند هيدروژني)، يك حلال اوتكتيك عميق (DES) تهيه گرديد. سپس پارامترهاي موثر بر حلاليت مانند دما و درصد روي استات (HBA) در حلال DES پيشنهادي با استفاده از طراحي مركب مركزي (CCD) در نرم افزار ميني تب مدل سازي، بهينه سازي و ارزيابي آماري شد. همچنين پارامترهاي ترموديناميكي انحلال مانند ضريبب حلاليت، آنتالپي انحلال و مخلوط براي دو ماده پرانرژي سيكلوتري متيلن تري نيترامين (RDX) و سيكلوتترامتيلن تترا نيترامين (HMX) در حلال DES اندازه گيري و محاسبه شد. براي بررسي برهمكنش اجزاي DES، مطالعات طيف سنجي مادون قرمز (FT-IR) و ثابت دي الكتريك به روش اندوكتانس-خازن-مقاومت سنجي ( LCR meter) در فركانس هاي مختلف بررسي شد. نتايج تجربي نشان مي دهد كه نسبت و اختلاف حلاليت RDX به HMX در شرايط بهينه بسيار مناسب بوده كه امكان ارائه يك روش جداسازي گزينشي و متوالي با كارايي جداسازي بالا براي دو ماده RDX و HMX كه ساختار و ويژگي هاي شيميايي مشابهي دارند را فراهم مي كند.

In this research, a green and safe deep eutectic solvent (DES), based on diethylene glycol (hydrogen bond donor) and zinc acetate salt (hydrogen bond acceptor), was developed for two energetic substances of cyclotrimethylenetrinitramine (RDX) and cyclotetramethylenetetranitramine (HMX). Some experimental parameters affecting on solubility of two materials, such as temperature and percentage of zinc acetate (HBA) in the proposed DES, were optimized and modelled using central composite design (CCD) of experiment in Minitab software. Also, solubility and thermodynamic parameters such as solubility coefficient, dissolution and mixing enthalpy for two explosives were measured and calculated in the proposed DES solvent. The interactions of DES components were studied with Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and dielectric constant by LCR meter method at different frequencies. The experimental results show that the solubility ratio and difference of RDX to HMX is very suitable in optimal conditions, which can provide the possibility of selective and sequential separation of two substances (RDX and HMX) which have similar chemical structures.