Aplicação de metodologias FTIR de transmissão e fotoacústica à caracterização de materiais altamente energéticos: parte II

Abstract

,3,5,3,5, were characterized by Fourier transform infrared (FTIR) transmission spectroscopy and/or Fourier transform infrared photoacoustic spectroscopy (FTIR-PAS). By these techniques the spectrometric alterations that occurred during the process were observed. The characterized species during the synthesis of HMX were a-HMX, b-HMX, hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine (RDX) and HMX/RDX mixtures. The FTIR-PAS was verified to be a promising technique of great usefulness of the characterization of highly energetic materials because it is fast, simple and requires no sample preparation unlike Fourier transform infrared transmission technique (KBr pellet). The FTIR-PAS analysis showed that with small sample quantity is possible to distinguish between the a-HMX and b-HMX and to detect even in a qualitative way different HMX / RDX ratios.Keywords: energetic materials; FTIR-PAS; HMX. INTRODUÇÃOA síntese de materiais altamente energéticos constitui uma pesquisa importante, desenvolvida nos laboratórios da ASB-CTA, fazendo parte de modernos programas espaciais brasileiros. A elaboração de métodos para a caracterização destes materiais é imperiosa para assegurar a qualidade dos produtos obtidos. Metodologias de cromatografia líquida (HPLC) 1 vêm sendo empregadas na ASB para tal fim. Atualmente, em nossos laboratórios (AQI-ASB-CTA) estão sendo desenvolvidos métodos que utilizam diferentes técnicas de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) que, associadas ou não a outros métodos, caracterizam e quantificam os materiais energéticos sintetizados [2][3][4] . Inicialmente, a preparação da pastilha de KBr, que não altera o teor de cristalinidade do material 5 , foi utilizada na obtenção dos espectros no infravermelho médio (MIR) e distante (FIR) para a caracterização das formas a e b de HMX 2 . Com metodologia simples e rápida foi possível diferenciar essas formas polimórficas de HMX. A identificação da forma a também foi confirmada por meio de difração de raios-X.Em outro trabalho 3 , no qual utilizaram-se técnicas FTIR de transmissão (pastilha de KBr) e reflexão, tais como microscopia-FTIR, na região MIR, e refletância-difusa (DRIFT) na região do infravermelho próximo (NIR), técnica DRIFT-NIR, foi possível estabelecer bandas analíticas para o desenvolvimento e metodologias com possibilidade de aplicação quantitativa para HMX e RDX, dados que foram aproveitados para gerar outra pesquisa 4 . Nesse estudo 4 , misturas de HMX/RDX foram preparadas, analisadas por meio de cromatografia líquida (HPLC) e por espectroscopia no infravermelho de transmissão, nas regiões MIR e NIR. Foi observado que para aplicação dos métodos MIR e NIR é utilizado um número menor de etapas do que a metodologia HPLC, portanto os métodos IR aplicados são mais rápidos. Em adição, foi possível mostrar que os valores encontrados pelas três metodologias, HPLC, MIR e NIR, foram bastante concordantes, e que o método NIR é mais preciso para esse tipo de determinação.Outras metodologias FTIR, menos convencionais, tais como espectroscopia fotoacústica...

Aplicação da calorimetria exploratória diferencial no estudo da cinética de transição alfa -> delta HMX

“…O HMX utilizado no estudo foi obtido pela nitração da hexametilenotetramina 4 e quantificado por cromatografia de alta eficiência (HPLC) em cromatógrafo Waters com detector UV, onde a amostra de HMX a ser analisada é seca em estufa, dissolvida em acetonitrila e filtrada. É injetada primeiramente uma corrida padrão com HMX de referência, onde se obtém os respectivos tempos de retenção, que serve de referência para o produto em estudo, sendo a análise realizada em triplicata.…”

“…Os cristais formados após evaporação da acetona resultam, segundo a literatura 2 , no α HMX. Neste estudo, o α HMX foi obtido pela nitração direta da hexametilenotetramina baseada no processo Bachmann 4 , método que produz diretamente α HMX puro.…”

Avaliação da aplicabilidade de técnicas MIC/FT-IR/DSC para a caracterização de filmes multicamadas

“…Outras metodologias FT-IR, menos convencionais, tais como espectroscopia PAS podem ser aplicadas à caracterização de diferentes materiais [10][11] . A caracterização e quantificação por espectroscopia IR de diversos polímeros e suas blendas constitui, também, uma importante linha de pesquisa desenvolvida em nosso Centro de Pesquisa [10,[12][13][14][15] .…”

Determination of the HMX and RDX content in synthesized energetic material by HPLC, FT-MIR, and FT-NIR spectroscopies

“…In a previous publication 5 , materials obtained during the synthesis of HMX were characterized by FT-IR transmission spectroscopy and/ or Fourier transform infrared photoacoustic spectroscopy (FT-IR/ PAS). The characterized species during the synthesis of HMX were α-HMX, β-HMX, and HMX/RDX mixtures.…”

“…Acetonitrile solvent is often employed to determine the HMX and RDX contents in energetic composition 8 . Although the HPLC method gives good results, there are several time consuming steps related to the sample preparation or measurements.…”