Nghiên cứu độ bền chống chịu dung môi hữu cơ, dầu mỡ của cao su lỏng butadien acrylonitril có chứa nhóm cacboxyl cuối mạch

Bài viết này trình bày một số kết quả nghiên cứu độ bền chống chịu dung môi hữu cơ, dầu, mỡ (có nguồn gốc từ dầu mỏ) của polyme butadien acrylonitril lỏng có chứa nhóm cacboxyl cuối mạch sau khi đã được hóa rắn, làm cơ sở khoa học định hướng cho các ứng dụng của loại cao su lỏng này trong thực tiễn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu độ bền chống chịu dung môi hữu cơ, dầu mỡ của cao su lỏng butadien acrylonitril có chứa nhóm cacboxyl cuối mạchNghiên cứu khoa học công nghệ NGHIÊN CỨU ĐỘ BỀN CHỐNG CHỊU DUNG MÔI HỮU CƠ, DẦU MỠ CỦA CAO SU LỎNG BUTADIEN ACRYLONITRIL CÓ CHỨA NHÓM CACBOXYL CUỐI MẠCH Trịnh Đắc Hoành*, Chu Chiến Hữu Tóm tắt: Polyme butadien acrylonitril có chứa nhóm cacboxyl cuối mạch được ứng dụng chủ yếu làm chất kết dính trong nhiên liệu tên lửa rắn hỗn hợp và keo dán cao cấp trong lĩnh vực hàng không. Vấn đề nghiên cứu tổng hợp trong phòng thí nghiệm và xác định cấu trúccủa nó đã được công bố trong một số công trình trước đây. Bài báo này trình bày một số kết quả nghiên cứu độ bền chống chịu dung môi hữu cơ, dầu, mỡ (có nguồn gốc từ dầu mỏ) của polyme butadien acrylonitril lỏng có chứa nhóm cacboxyl cuối mạch sau khi đã được hóa rắn, làm cơ sở khoa học định hướng cho các ứng dụng của loại cao su lỏng này trong thực tiễn. Cao su lỏng butadien acrylonitril có chứa nhóm cacboxyl cuối mạch được tổng hợp trong phòng thí nghiệm với điều kiện nhiệt độ và áp suất cao ở 800C và 10atm. Sau khi tinh chế cao su tổng hợp được bằng các phương pháp chiết, siêu âm, phương pháp nhiệt, cấu trúc của cao su được đánh giá bằng các phương pháp phổ hồng ngoại FT-IR, phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR và 13C-NMR, trọng lượng phân tử được xác định bằng phương pháp thẩm thấu gel GPC.Từ khóa: Cao su lỏng butadiene acrylonitril; Chất kết dính; Nhiên liệu động cơ tên lửa; Cacboxyl cuối mạch. 1. MỞ ĐẦU Các polyme thường được sử dụng chế tạo nhiên liệu tên lửa rắn hỗn hợp hay keo dáncao cấp trong các ngành hàng không, vũ trụ, ôtô như cao su thiokol, cao su butadien, caosu butyl và cao su polyurethan, polyether, polyeste, polysiloxan [1-3]. Trong đó, nổi bật làcao su lỏng butadien acrylontril có nhóm cacboxyl cuối mạch được ứng dụng nhiều hơn cảtrong lĩnh vực quân sự do ưu điểm về khả năng kết dính tốt và cung cấp năng lượng caokhi cháy. Do đó, các cường quốc trên thế giới đều chủ động nghiên cứu, chế tạo được loạichất kết dính để chế tạo thỏi nhiên liệu hỗn hợp cho các loại động cơ tên lửa [4]. Cao su butadien acrylonitril lỏng có chứa nhóm cacboxyl là sản phẩm đồng trùng hợpcủa các monomer: 1,3 butadien, Acrylonitril với sự có mặt của chất khơi mào hoặc cácchất xúc tác đặc biệt. Phản ứng tổng hợp cao su butadien acrylonitril lỏng có thể tiến hànhtheo cơ chế trùng hợp gốc hoặc trùng hợp anion trong dung dịch hoặc trong môi trườngnhũ tương. Cao su butadien acrylonitril chứa nhóm cacboxyl có trọng lượng phân tử trungbình khoảng từ 3000 ÷ 5000 đ.v.C, có độ nhớt thấp và trạng thái lỏng nhớt ở nhiệt độphòng nên được gọi là cao su lỏng. Tính chất đặc biệt là chúng có chứa nhóm cacboxylđược phân bố ngẫu nhiên dọc theo mạch phân tử hoặc được định hướng ở hai đầu mạch[2]. Cao su butadien acrylonitril lỏng có nhóm cacboxyl được sử dụng làm chất kết dínhcó năng lượng cháy cao ứng dụng trong chế tạo thỏi nhiên liệu của động cơ tên lửa nhiênliệu rắn [3]. Ngoài ra, cao su này còn được sử dụng để biến tính một số nhựa nhiệt rắn nhưnhựa epoxy, polyimide để tạo ra các vật liệu có nhiều tính chất đặc biệt [5-6]. Cao su lỏngbutadien acrylonitril có chứa nhóm cacboxyl được một số nước như Nga, Mỹ,TrungQuốc,… chế tạo và ứng dụng trong một số lĩnh vực khá đặc biệt đồng thời cũng đã có khánhiều sáng chế, công trình công bố liên quan đến loại cao su lỏng đặc biệt này. Tuy nhiên,do có những ứng dụng quan trọng, nhất là trong lĩnh vực chế tạo vũ khí, tên lửa nên cáccông trình công bố hoặc các sáng chế đều không đủ thông tin để có thể tổng hợp được loạicao su lỏng này. Để đáp ứng nhu cầu trong việc chủ động nghiên cứu, chế tạo tên lửa trongnước, Bộ Quốc phòng đã đầu tư cho việc nghiên cứu chế tạo các vật liệu tên lửa như loaTạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, 9 - 2020 171 Hóa học và Kỹ thuật môi trườngphụt, cơ cấu phóng, ống phóng, ống cách nhiệt, thỏi nhiên liệu, các loại vật tư như keo,sơn,... Trong đó, Viện Hóa học- Vật liệu đã nghiên cứu chế tạo chất kết dính sử dụng trongchế tạo tên lửa. Tính chất trương nở, tương hợp của cao su rất quan trọng trong quá trình bảo quản, sửdụng và gia công. Tuy nhiên, trong công trình công bố trước đây chưa có đầy đủ thông tinvà số liệu về tính chất này. Do đó, trong công trình này chúng tôi tiếp tục nghiên cứu tổnghợp 02 mẫu cao su lỏng BAC-10VH (M1, M2), sau đó, cao su lỏng được đóng rắn vớinhựa epoxy ED20 và PbO, cao su sau khi đóng rắn được thử nghiệm độ trương nở với cácloại xăng dầu khác nhau, từ đó, đưa ra những khuyến nghị trong quá trình chế tạo, bảoquản và sử dụng. . HẦN TH C NGHI M .1. H h - 1,3 - Butadien 99%, BHD Anh; - Acrylonitril ...