Nghiên cứu thăm dò khả năng tổng hợp cao su Butadien Acrylonitril lỏng có nhóm Cacboxyl theo phương pháp đồng trùng hợp gốc trong dung dịch

Bài báo trình bày một số kết quả nghiên cứu thăm dò khả năng tổng hợp cao su butadien acrylonitril lỏng có nhóm cacboxyl trong điều kiện,hóa chất, trang thiết bị trong nước. Cao su butadien acrylonitril lỏng có nhóm cacboxyl được tổng hợp bằng phương pháp đồng trùng hợp theo cơ chế gốc trong dung dịch, sử dung chất khơi mào axit 3,3’-azobis(3-cyanobutylric).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu thăm dò khả năng tổng hợp cao su Butadien Acrylonitril lỏng có nhóm Cacboxyl theo phương pháp đồng trùng hợp gốc trong dung dịchHóa học & Kỹ thuật môi trường NGHIÊN CỨU THĂM DÒ KHẢ NĂNG TỔNG HỢP CAO SU BUTADIEN ACRYLONITRIL LỎNG CÓ NHÓM CACBOXYL THEO PHƯƠNG PHÁP ĐỒNG TRÙNG HỢP GỐC TRONG DUNG DỊCH Đặng Trần Thiêm*, Chu Chiến Hữu, Nguyễn Việt Bắc, Đỗ Quang Kháng Hồ Ngọc Minh, Trịnh Đắc Hoành, Phạm Minh Tuấn Tóm tắt: Bài báo trình bày một số kết quả nghiên cứu thăm dò khả năng tổng hợp cao su butadien acrylonitril lỏng có nhóm cacboxyl trong điều kiện,hóa chất, trang thiết bị trong nước. Cao su butadien acrylonitril lỏng có nhóm cacboxyl được tổng hợp bằng phương pháp đồng trùng hợp theo cơ chế gốc trong dung dịch, sử dung chất khơi mào axit 3,3’-azobis(3-cyanobutylric). Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR và 13C-NMR cho thấy sản phẩm thu được tồn tại ở hai dạng acrylonitril- 1,2- butadien và acrylonitril-1,4-butadien, với khối lượng phân tử trung bình từ 3000-11000g/mol tùy theo thời gian phản ứng. Phân tích hồng ngoại FT-IR sản phẩm tổng hợp trong nước và sản phẩm CKH-10KTP của Nga cho thấy hai dạng phổ là hoàn toàn đồng nhất. Các kết quả ban đầu trên cho phép khẳng định có thể tổng hợp được cao su butadien acrylonitril lỏng có nhóm cacboxyl đầu mạch từ nguyên liệu và trang thiết bị trong nước.Từ khóa: Cao su butadien acrylonitril; Phản ứng đồng trùng hợp gốc; Nhiên liệu động cơ tên lửa. 1. MỞ ĐẦU 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 đầumạch[1-3]. Cao su butadien acrylonitril lỏng có nhóm cacboxyl được sử dụng làm chất kếtdính có năng lượng cháy cao ứng dụng trong chế tạo thỏi nhiên liệu của động cơ tên lửanhiên liệu rắn[5]. Ngoài ra, cao su này còn được sử dụng để biến tính một số nhựa nhiệtrắn như nhựa epoxy, polyimide để tạo ra các vật liệu có nhiều tính chất đặc biệt [6]. Caosu lỏng butadien acrylonitril có chứa nhóm cacboxyl được một số nước như Nga, Mỹ,Trung Quốc… chế tạo và ứng dụng trong một số lĩnh vực khá đặc biệt đồng thời cũng đãcó khá nhiều paten, công trình công bố liên quan đến loại cao su lỏng đặc biệt này. Tuynhiên, do có những ứng dụng quan trọng nhất là trong lĩnh vực chế tạo vũ khí, tên lửa nêncác công trình công bố hoặc các paten đều không đủ thông tin để có thể tổng hợp được loạicao su lỏng này[3]. Để có thể chủ động nghiên cứu chế tạo tên lửa nhằm nâng cao sứcmạnh chiến đấu của quân đội ta thì vấn đề tự nghiên cứu, tổng hợp ra loại cao su butadienacrylonitril lỏng có chứa nhóm cacboxyl bằng các trang thiết bị trong nước là vấn đề có ýnghĩa khoa học và thực tiễn cao vì hiện tại ở trong nước chưa có đơn vị nào nghiên cứutổng hợp được loại cao su này. Bài báo này trình bày một số kết quả nghiên cứu thăm dò khả năng tổng hợp cao subutadien acrylonitril lỏng có chứa nhóm cacboxyl bằng phương pháp trùng hợp theo cơ142 Đ.T.Thiêm, … , P.M.Tuấn, “Nghiên cứu thăm dò khả năng tổng hợp… trong dung dịch.”Nghiên cứu khoa học công nghệchế gốc trong dung dịch để làm cơ sở định hướng cho những nghiên cứu sâu hơn, nhằmmục tiêu tiến tới làm chủ và điều chỉnh được các tính năng kỹ thuật cần có đối với loại caosu lỏng này. 2. PHẦN THỰC NGHIỆM 2.1. Hoá chất - 1,3 Butadien của Sigma, hàm lượng 1,3- butadien  99% - Aclylonitril của Đức, hàm lượng aclylonitrile  99% - Chất khơi mào axit 3,3’-azobis(3-cyanobutylric) của Sigma, hàm lượng 3,3’-azobis(3-cyanobutylric)  98% - Dung môi phản ứng tetrahydrofuran (THF), tinh khiết của Đức - Các loại dung môi, hóa chất dùng để tinh chế và phân tích mẫu như: Toluen, axeton,etanol, methanol… của Đức, loại tinh khiết dùng cho phân tích.2.2. Thiết bị và quy trình tổng hợp - Thiết bị phản ứng: Bình phản ứng dung tích 500 ml chịu được áp suất tối thiểu 10atm, có khả năng điều chỉnh nhiệt độ từ - 50 ÷ 150º C; - Quy trình tổng hợp: + Hút chân không bình phản ứng tới áp lực 0,03- 0,01 atm + Nạp khí trơ vào bình phản ứng cho đến khi đạt áp lực 1,2 atm. + Làm lạnh bình phản ứng xuống dưới -4 ºC. + Tiếp đó nạp lần lượt 150g THF; 100 gam butadien lỏng, 15 gam acrylonitril; 8 g3,3’- azobis(3-cyanobutylric) vào bình phản ứng qua hệ ...