سنتز و مشخصه يابي پلي‌(2،2- بيس(‌آزيدو‌متيل)-3،1-پروپيلن‌آديپات) به عنوان بايندر پرانرژي

Synthesis and Characterization of Poly(2,2-Bis(Azidomethyl)-1,3-Propylene Adipateas as Energetic Binder

پلي‌استرپلي‌ال‌هاي پر‌انرژي به عنوان بايندر جايگزين در پيشرانه هاي جامد كامپوزيت پر‌انرژي استفاده مي‌شوند. در اين پژوهش، ابتدا پليمر پلي‌(2،2- بيس(‌ برومو‌متيل)-3،1- پروپيلن‌آديپات) به عنوان يك بايندر انرژي زا، از طريق واكنش تراكمي مستقيم2،2دي‌برمو-3،1- پروپان‌دي‌ال و آديپيك‌اسيد سنتز شده و سپس آزيداسيون اين پليمر در حضور سديم آزيد، منتهي به تشكيل پلي(2،2- بيس(‌ آزيدو‌متيل)-3،1- پروپيلن‌آديپات) استر شد. پلي‌آزيدواستر با استفاده از آناليز‌هاي DSC، GPC، FTIR، 1HNMR و آناليز عنصري شناسايي و مشخصه يابي شد. نتايج كروماتوگرافي ژل تراوا نشان مي-دهد كه ميانگين عددي جرم مولكولي پلي آزيدو استر حدود 5900 گرم بر مول است. همچنين نتايج DSC/TGA نشان مي‌دهد كه پلي آزيدو استر در طي يك فرايند سه مرحله‌اي تجزيه مي‌شود. كه دو مرحله اول مرتبط با تجزيه گروه‌هاي جانبي آزيدو متيل است. همچنين براي تفسير كاهش دماي انتقال شيشه اي پلي آزيدواستر، مطالعه آناليز كنفورماسيوني از طريق حركت همزمان زواياي دو وجهي -O*-CH2-C(CH2Br)2-CH2OH در واحد تكراري با استفاده از محاسبات نيمه تجربي PM6 انجام شده است، نشان مي دهد كه انرژي فعالسازي براي چرخش زنجير در پلي ‌آزيدواستر كمتر از پلي برومواستر است و اين پليمر با سهولت بيشتري حركت ميل لنگي را انجام مي دهد و به همين دليل دماي انتقال شيشه اي آن كمتر است.

Energetic Polyester polyols are used in high energy solid composite propellant as an alternative binder. In this research, poly(2,2-bis(azidomethyl)-1,3-propylene adipate was synthesized from direct polycondensation reaction between an adipic acid and 2,2-bis(bromomethyl)-1,3-propanediol. Then, azidation of polybromoester afforded polyazidoester as an energetic polyester. Polyazidoester has been identified and characterized by FTIR, 1H-NMR, GPC, DSC and elemental analysis methods. The result of GPC showed that the molecular weight of the synthesized polyester is about 5900 g/mol. The result of TGA/DSC showed that the thermal decomposition of polyazidoester involved three steps. It is found that the first and second steps were mainly correspond to the thermal decomposition of azidomethyl groups (CH2N3) to methylnitrene group (CH2N:), and the third step was mostly correspond to the thermal decomposition of the remained polyester backbone. Also for interpreting the dropping of glass transition temperature of azidoester, conformational analysis about two-O*-CH2-C(CH2Br)2-CH2OH dihedral angles has been carried out by PM6 semiempirical calculation. The results have shown that the activation energy of crankshaft motion of the polyester segments is reduced by substitution of brome with azide causing lower Tg of polyazidoester comparred to polybromoester.