بررسی اثر ریزساختار پیش‌پلیمر و نسبت واکنشگرها بر ساختار و ویژگی‌های پلی‌بوتا‌دی‌ان نیترودارشده با انتهای هیدروکسیل (nitrohtpb)

پلی‌بوتادی‌ان با انتهای هیدروکسیل (htpb) به عنوان چسب کامپوزیت‌های پرانرژی، به‌طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار گرفته است. این جسب خنثی 10 تا 15% وزنی این ترکیب ها را شامل می‌شود که درصورت پرانرژی شدن، محتوای انرژی را افزایش داده و خواص فیزیکی و شیمیاییhtpbاولیه نیز تا حدود زیادی حفظ می‌شود. اتصال عاملیت نیترو به زنجیره اصلی htpb (نیترودار کردن) یک روش مناسب برای پرانرژی کردن آن می‌باشد. 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 عامل دار کردن htpb با گروه‌های نیترو استفاده شده است که طی آن پیوندهای دوگانه و زنجیر اصلی رزین دچار تخریب نمی‌شود. به منظور حفظ ویژگی های فیزیکی و شیمیایی یگانه htpb، میزان نیترودار کردن به 10 تا 15% از پیوندهای دوگانه محدود می‌شود. هدف از انجام این پژوهش، بررسی اثر ریزساختار پیش‌پلیمرhtpb و نسبت واکنشگرهای استفاده شده بر فرایند نیترودار کردن و ساختارhtpb  است. بدین منظور، چهار نمونه پلی‌بوتادی‌ان نیترودار شده با انتهای هیدروکسیل (nitrohtpb) از دو نوع htpb با ریزساختارهای متفاوت و با استفاده از دو نسبت گوناگون از واکنشگرها سنتز شد. سپس نمونه ها با استفاده از آزمون‌های ftir و 1hnmr مشخصه‌یابی شدند و پارامترهایی مانند درصد نیترودار کردن، ریزساختار و رفتار رئولوژیکی آن‌ها مورد مقایسه و بررسی قرار گرفت. مطابق نتیجه ها، رزین‌های سنتزشده از  htpbبا وزن مولکولی پایین‌تر و دارای ریزساختار ترانس بیش تر، در یک نسبت ثابت از واکنشگرها و شرایط محیطی، به ترتیب فراورده هایی با گرانروی پایین‌تر و دارای درصد نیترو بالاتر به دست می‌دهند. همچنین نمونه‌هایی با درصد نیترو بالاتر، دارای گرانروی بالاتر و پات‌لایف کم تری 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 چسب در کامپوزیت‌های پرانرژی دارد.

Investigation of Microstructure and Reagents Ratio on the Properties and Structure of Nitrated Hydroxyl Terminated Polybutadiene (NitroHTPB)

Hydroxylterminated polybutadiene (HTPB) has been widely used as a binder for energetic composites. This neutral binder contains 10 to 15% by weight of these compounds, which if energized, increase the energy content and maintain the physical and chemical properties of the original HTPB to a large extent. The binding of Nitro to the main chain of HTPB (nitration) is a good way to energize it. Nitration common methods, such as nitration with a mixture of acids, dinitrogen pentoxide, and nitromercuration demercuration, have led to the destruction of the backbone of the polymer. In this research, Nitration with nitrile iodide reagent has been used for the functionalization of HTPB with nitro groups, in which the double bonds and the backbone of resin are not degraded. In order to maintain the unique physical and chemical properties of HTPB, nitration levels are limited to 10 to 15% of double bonds. The purpose of this research was to investigate the effect of HTPB resin structure and the ratio of reactants used on the HTPB nitration process. For this purpose, four samples of nitrated Hydroxylterminated polybutadiene (NitroHTPB) were synthesized from two different types of HTPB with different characteristics and using two different proportions of the reactants. Then, samples were characterized by FTIR and 1HNMR tests, and parameters such as percentage of nitration, microstructure, and their rheological behavior were compared. The results showed that the nitration rate of the synthetic samples was influenced by the ratio of the reactant used and the percentage of transmicrostructure of the initial HTPB resin. Also, samples with higher nitration content have higher viscosity and less pot life. Considering all the parameters, it can be claimed that NHA1 resin with 12.2% nitro content among synthesized resins (among 3.1, 4.1, 12.2, and 17.6%) has the potential to be used as a binder in energetic composites.