بررسی اثر ریزساختار پیش‌پلیمر و نسبت واکنشگرها بر ساختار و خواص پلی‌بوتا‌دی‌ان نیترودارشده با انتهای هیدروکسیل (Nitro-HTPB)

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه جامع امام حسین (ع)، دانشکده و پژوهشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی شیمی

2 دانشگاه جامع امام حسین (ع)

چکیده

پلی‌بوتادی‌ان با انتهای هیدروکسیل (HTPB) به عنوان بایندر کامپوزیت‌های پرانرژی، به‌طور گسترده‌ای به‌کار می‌رود. این بایندر خنثی 10 تا 15% وزنی این ترکیبات را شامل می‌شود که درصورت پرانرژی شدن، محتوای انرژی را افزایش داده و خواص فیزیکی و شیمیایی HTPBاولیه نیز تا حدود زیادی حفظ می‌شود. روش‌های مرسوم نیتراسیون مانند استفاده از مخلوط اسیدها، دی‌نیتروژن پنتوکسید و نیترومرکوراسیون- دمرکوراسیون، سبب تخریب زنجیر اصلیHTPB می‌شوند. در این پژوهش، از روش جدید نیترودار کردن با معرف نیتریل یدید برای عامل‌دار کردن HTPB با گروه‌های نیترو استفاده شده است که طی آن پیوندهای دوگانه و زنجیر اصلی دچار تخریب نمی‌شود. به منظور حفظ خواص فیزیکی و شیمیایی HTPB، میزان نیترودار کردن به 10 الی 15% از پیوندهای دوگانه محدود می‌شود. هدف این پژوهش، بررسی اثر ریزساختار پیش‌پلیمرHTPB و نسبت واکنشگرهای استفاده شده بر فرآیند نیترودار کردن و ساختارHTPB است. چهار نمونه پلی‌بوتادی‌ان نیترودار شده با انتهای هیدروکسیل (Nitro-HTPB) از دو نوع HTPB با ریزساختارهای متفاوت و با استفاده از دو نسبت مختلف از واکنشگرها سنتز گردید. سپس نمونه‌ها با استفاده از آزمون‌های FT-IR و 1HNMR مشخصه‌یابی شدند و پارامترهایی مانند درصد نیترودار کردن، ریزساختار و رفتار رئولوژیکی آن‌ها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. رزین‌های سنتزشده از HTPBبا وزن مولکولی پایین‌تر و حاوی ریزساختار ترانس بیشتر، در یک نسبت ثابت از واکنشگرها و شرایط محیطی، به ترتیب محصولاتی با ویسکوزیته پایین‌تر و دارای درصد نیترو بالاتر حاصل می‌کنند. همچنین نمونه‌هایی با درصد نیترو بالاتر، دارای ویسکوزیته بالاتر و پات‌لایف کمتری هستند. با در نظر گرفتن همه پارامترها، می‌توان ادعا نمود که رزین NHA1 با میزان نیترودار کردن 2/12% از میان رزین‌های سنتز شده (با درصدهای نیترو به میزان 1/3، 1/4، 2/12 و 6/17%)، پتانسیل مناسبی برای استفاده به‌عنوان بایندر در کامپوزیت‌های پرانرژی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات