Исследование пластификации нитратов целлюлозы производными N-нитрооксазолидинов и линейных нитраминов

• Автор: Фан Дык Ньян
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 163 с. : ил.

1. Литературный обзор

1.1. Пластификаторы для энергетических материалов на основе НЦ

1.2. Основные положения термодинамики растворов полимеров

1.2.1. Фазовое равновесие в растворах полимеров

1.2.2. Диаграммы состояния растворов полимеров

1.2.3. Методы построения диаграмм состояния растворов полимеров

1.3. Пластификация НЦ

1.3.1. Структура и свойства НЦ

1.3.2. Молекулярные комплексы НЦ с пластификаторами

1.3.3. Термодинамические параметры смешения НЦ с

пластификаторами

1.3.4. Релаксационные и фазовые переходы в пластифицированных НЦ
2. Экспериментальная часть
2.1. Объекты исследований
2.2. Методы исследований
2.2.1. Оптический интерференционный микрометод
2.2.2. Метод дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК)
2.2.3. Динамический газохроматографический метод измерения 55 давления насыщенного пара пластификаторов
2.2.4. Метод термомеханического анализа (ТМА)
2.2.5. Другие методы
2.3. Физико-химические свойства пластификаторов
2.4. Пластификация НЦ 2,4-динитро-2,4-диазапентаном (ДНП)
2.4.1. Структурные и фазовые переходы в системах коллоксилин

2.4.2. Структурные и фазовые переходы в системах пироксилин №1

2.4.3. Термодинамическая совместимость ДНП с НЦ
2.4.4. Термодинамическая совместимость ДНП с НЦ при температурах 82 выше температуры плавления ДНП
2.5. Пластификация НЦ смесевым пластификатором ТА
2.5.1. Диффузионная активность ТА по отношению к НЦ
2.5.2. Термодинамическая совместимость ТА с НЦ
2.5.3. Структурные и фазовые переходы в системах НЦ - ТА

2.5.4. Оценка пластифицирующего действия ТА
2.6. Пластификация НЦ азидопроизводными Ы-нитрооксазолидинов
2.6.1. Диффузионная активность МАНО по отношению к НЦ
2.6.2. Термодинамическая совместимость МАНО с НЦ
2.6.3. Термодинамические параметры смешения МАНО-2 с НЦ
2.6.4. Структурные и фазовые переходы в системах коллоксилин - 117 МАНО
2.6.5. Структурные и фазовые переходы в системах пироксилин №1 - 121 МАНО
2.6.6. Деформационные характеристики систем НЦ - МАНО
2.6.7. Влияние химического строения пластификаторов МАНО на 128 эффективность их действия
Выводы
Приложение
Список литературы

Настоящая диссертационная работа посвящена изучению линейных нитраминов, их азидозамещенных, а так же азидопроизводных 14-нитрооксазолидинов, как возможных пластификаторов для энергетических материалов на основе нитратов целлюлозы (НЦ). Пластификация НЦ, являясь эффективным способом модификации структуры и свойств полимеров, решает ряд задач, связанных с регулированием комплекса физико-механических и технологических характеристик энергонасыщенных материалов. Другой специфической задачей пластификаторов для энергонасыщенных материалов является регулирование их энергетических свойств. Отличительной особенностью пластификаторов, содержащих азидные и нитраминные группы, является их высокая пластифицирующая способность. Эти классы пластификаторов, по сравнению с нитроэфирными соединениями, изучены в значительно меньшей степени.
Актуальность паботы. Судя по литературным источникам, в последние годы интерес к органическим азидам и нитраминам, как пластифицирующим компонентам энергетических материалов, значительно увеличился в связи с тем, что эти соединения имеют высокую энтальпию образования и содержат большое количество азота. Использование этой группы пластификаторов особенно эффективно при получении составов с низкой температурой горения и повышенным объемом легких газов. Такие требования, предъявляют, например, к газогенерирующим материалам, применяемым в различных областях техники. Высокая пластифицирующая способность пластификаторов облегчает возможность ввода в материал наполнителей для направленного регулирования различных свойств материала. Таким образом, изучение пластификации НЦ нитраминами и азидами представляет не только теоретический, но и практический интерес.
Самостоятельной задачей работы, имеющей не только теоретическое, но и практическое значение, является получение новых сведений о термодинамике пластификации НЦ и уточнению особенностей формирования структурнотранс - изомер цис - изомер
смесь изомеров: 50 МОльн.% 50 мольн.%
3. МАИО-25 - 2,5 -диазидометил-Ы-нитрооксазолидин - светло-желтая маслянистая жидкость с характерным запахом, кристаллизующаяся при комнатных температурах, хорошо растворяется в ацетоне, плотность ё20 =1,41 г/см3, температура плавления смеси двух изомеров Гпсямеси =36-44"С и температура плавления цис-изомера = 49 - 51" С, энтальпия
образования ДНобр = +576 ккал/кг (+549 кДж/моль).
Структурная формула и содержание изомеров:
о,н

.сн,ы.

о,и
ы3н2с
Ы3Н2С
цис - изомер 78 мольн.%
транс - изомер 22 мольн.%
СН2Ы3 смссь изомеров:
4. ДНП (Димер) - 2,4 -динитро-2,4-диазапентан - белый кристалл, хорошо растворимый в ацетоне, плотность 1,49 г/см3, температура плавления Тш, = 57,4°С, энтальпия плавления ДНПЛ = 106 кДж/моль, энтальпия образования Д Но6р = -85,3 ккал/кг (-58,5 кДж/моль).
Структурная формула:
нзс /СН3
N02 N02
5. ТА — трехкомпонентный смесевой пластификатор - желтая маслянистая жидкость с резким запахом, хорошо растворяется в ацетоне,
лл л
плотность ё =1,37 г/см , температурный интервал плавления 0 -н 10°С, энтальпия образования ДНобр = +397 ккал/кг.
Структурные формулы компонентов и состав смесевого пластификатора ТА