Разработка технологии получения поли-3,3-бис(азидометил)оксетана (поли-БАМО) Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

Е. В. Нуруллина, Е. А. Федорова, Н. Б. Завьялова, А. С. Арутюнян,

А. И. Хацринов, Р. Ф. Гатина, Ю. М. Михайлов

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ

ПОЛИ-3,3-БИС(АЗИДОМЕТИЛ)ОКСЕТАНА (ПОЛИ-БАМО)

Ключевые слова: поли-3,3-бис(азидометил)оксетан, бисхлорметилоксетан, полимеризация.

Изучена полимеризация бисхлорметилоксетана с азидом натрия в среде диметилформамида при температуре 120 0 С в атмосфере аргона.

Keybord: polu-3,3-(bicazidometil)oxcetan, bishlormetiloksetan, ро1утег12айоп.

Polymerizations bishlormetiloksetana with sodium azide in the medium of di-methylformamide at 120 0 С in argon.

В данном сообщении излагаются результаты работ по совершенствованию процессов получения поли-БАМО - компонента энергетических конденсированных систем, применительно к условиям опытного производства ФКП «Гос НИИХП».

Азидосоединения исследовались и ранее достаточно детально [1,2] Было установлено, что азидосодержащие соединения, обладают такими свойствами, как низкая теплота образования, повышенная насыщенность молекул азотом и водородом, регулируемым составом продуктов горения. Использование в композициях высокомолекулярных азидосодержащих простых циклических эфиров, благодаря гибкости цепей макромолекул, позволяет обеспечить необходимые термомеханические и физико - механические свойства продуктов.

Анализ литературных данных показал [1,2], что синтез азидосодержащих полимеров основан на следующих химических превращениях:

1 Катионная полимеризация БАМО в присутствии катализатора;

2 реакция нуклеофильного замещения атома хлора на азидную группу в поли-БХМО.

При получении поли-БАМО методом катионной полимеризации можно выделить

следующие стадии:

- азидирование бис(хлорметил)оксетана (БХМО) ;

- экстрагирование БАМО;

- очистка БАМО вакуумной перегонкой;

- катионная полимеризация;

- выделение полимера.

Достоинствами данного метода являются:

Высокая степень чистоты полимера ( 95-99%) и соответственно чистота поли-БАМО; высокая скорость реакции и соответственно небольшая длительность процесса.

Однако данный способ получения поли-БАМО имеет ряд существенных недостатков:

- низкий выход (15-25%);

- пожаро- и взрывоопасность процесса очистки БАМО;

- применение пожароопасных металлоорганических каталитических систем ВРэ для получения более высокой молекулярной массы;

- применение большого количества хлорсодержащего растворителя.

К основным стадиям процесса получения поли-БАМО по реакции нуклеофильного замещения относят:

- азидирование поли-БХМО;

- кристаллизация поли-БАМО;

- высаждение поли-БАМО;

- фильтрование полимера;

- промывка полимера;

- нейтрализация водно-диметилформамидной смеси.

К достоинствам данного способа относятся:

- безопасность производства;

- высокий выход;

- простота температурного оформления.

Также данный способ имеет и недостатки: длительность процесса; протекание побочных реакций, снижающих молекулярный вес полимера; применение большого количества растворителей.

Анализ способов получения поли-БАМО показал, что метод полимераналогичных превращений имеет ряд преимуществ перед реакцией полимеризации азидополимеров -это простота аппаратурного оформления и безопасность синтеза. Поэтому данный способ был выбран для разработки технологии получения поли-БАМО в условиях опытного производства.

Выводы:

На основании литературных данных проведена оценка способов получения связующего энергетических конденсированных систем - поли-БАМО.

В качестве оптимального способа получения поли - БАМО в условиях опытного производства, выбран способ полимераналогичных превращений.

Разработана технология получения поли-БАМО на пилотной установке с замкнутым циклом использования растворителя и оборотной воды.

Литература

1. Корсунский, Б.П. Термическое разложение соединений со смешанными функциями. Кинетика термического распада азидометилнираминов в жидкой фазе / Б.П. Корсунский [и др.] //ТРГ, 1968, вып. 3 (18) - с. 114-116.

2. Михайлов, Ю.М. Энергонасыщенные полимеры. Синтез, структура, свойства / Ю.М. Михайлов,

Э.Р. Бадамшина - Гос. НИИ «Расет», 2008. - 65 с.

© Е. В. Нуруллина - канд. хим. наук, гл. спец. ФКП «ГосНИИХП»; Е. А. Федорова - асп. каф. технологии неорганических веществ и материалов КГТУ; Н. Б. Завьялова - д-р техн. наук, зам. нач. ТЦ, начальник лаб.1051 ФКП «ГосНИИХП»; А. С. Арутюнян - канд. техн. наук, начальник ТЦ ФКП «ГосНИИХП»; А. И. Хацринов - д-р техн. наук, проф., зав. каф. технологии неорганических веществ и материалов КГТУ, [email protected]; Р. Ф. Гатина - д-р хим. наук, дир. ФКП «ГосНИИХП»; Ю. М. Михайлов - член - корр. РАН.