硝酸酯类含能增塑剂及其合成方法技术

本发明专利技术涉及一种新型的硝酸酯类含能增塑剂及其合成方法。其结构式为：式中Ｒ为烷基、环烷基以及芳基。本发明专利技术克服目前主要使用的硝酸酯类含能增塑剂，如硝酸甘油等挥发性较高，容易发生迁移等缺点，在高性能固体推进剂、火炸药研制中具有重要的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
所属
本专利技术涉及一种新型的。
技术介绍
通常，固体推进剂、火炸药组成中主要包括粉末状的有机或无机类氧化剂、高分子 粘合剂、增塑剂等，其中增塑剂的加入不但可以改善产品的加工性能，降低体系的粘度，同 时还可以提高产品的物理机械性能，如提高产品的柔韧性。增塑剂的发展常常与粘合剂的 发展相伴随。在氧化剂和含能粘合剂研究尚未取得重大进展之前，惰性粘合剂与含能增塑 剂的结合是解决火炸药能量指标较好的途径。众所周知，硝酸酯类增塑剂一直是固体推进 剂和发射药配方中含能增塑剂的主要应用对象，具有增塑效果好、能量高的特点，其典型的 代表是硝酸甘油(NG)，但是，硝酸甘油分子量较小，挥发性较高，低温下会使推进剂发生脆 变，贮存又存在迁移问题。如果在保持其高能量的同时，合成分子量相对较高的硝酸酯类增 塑剂，将有利于产品性能的提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型的。本专利技术可以 克服目前主要使用的硝酸酯类含能增塑剂，如硝酸甘油等挥发性较高的缺点，在高性能固 体推进剂、火炸药研制中具有重要的应用价值。本专利技术中新型的硝酸酯类含能增塑剂的结构式为 式中R为烷基、环烷基以及芳基。合成方法如下所述(1)将脂肪族类或芳香族类二元酸与S0C12或PC13混合，回流下进行酰氯化反应 3-8小时，得到化合物1，摩尔比=1 2. 5-6. 0 ；(2)以二氯甲烷(CH2C12)或四氢呋喃(THF)为溶剂，三乙胺(TEA)或吡啶为 催化剂，化合物1与缩水甘油在冰水浴下反应12-48小时，制备化合物2，摩尔比为 1 2. 0-4. 0 ；(3)将化合物2溶于二氯甲烷(CH2C12)中，0°C下滴入硝酸-乙酐(HN03-Ac20)或 硝酸-硫酸(HN03-H2S04)溶液中，反应30-60分钟，制备硝酸酯类含能增塑剂。 本专利技术通过硝化反应，将硝酸酯基团连接到二元酸酯的酯基上，合成了一种新型 的硝酸酯类含能增塑剂。由于每个分子结构上含有四个硝酸酯基团，具有较高的能量，同时其较高的分子 量使其具有较高的沸点、较低的蒸汽压以及较低的迁移性。本专利技术利用红外光谱(FTIR)、核 磁共振谱(NMR)、示差扫描量热法(DSC)以及热失重分析仪(TGA)对合成的硝酸酯类含能增 塑剂的结构和性能进行了表征。附图说明图1、己二酸！二(2’，3图2、己二酸！二(2’，3图3、己二酸！二(2’，3-二硝酸酯基)丙酯的FTIR谱图 -二硝酸酯基)丙酯的iHNMR谱图 -二硝酸酯基)丙酯的TGA谱图具体实施方式实施例己二酰氯的合成反应瓶中加入29. 2克(0. 2mol)己二酸和45毫升(0. 56mol) 二氯亚砜，电 磁搅拌下，加热回流反应4h，水泵减压下蒸去过量的二氯亚砜，残液减压蒸馏，收集 118-120°C /l. 33kPa馏分，得无色透明液体32. 0克，产率85%。己二酸二缩水甘油酯的合成反应瓶中加入17. 8克(0.24mol)缩水甘油，34毫升三乙胺以及100毫升干燥二 氯甲烷，电磁搅拌，在冰水浴下滴加溶于50毫升二氯甲烷的18. 3克(0. lmol)己二酰氯，滴 加完后继续反应24h。过滤，滤液依次用NaHC03稀溶液、蒸馏水洗涤，无水Na2S04干燥。旋 蒸除去溶剂，得浅黄色液体 24 克，产率 93%。NMR (400MHz, CDC13) :4. 40-4. 36 (m，1H)， 3. 87-3. 82 (m, 1H)，3. 18-3. 14 (m, 1H)，2. 82-2. 76 (m, 1H)，2. 60 (m, 1H)，2. 34 (t, 2H)，1. 64 (m, 2H)。己二酸二(2’，3’反应瓶中加入30毫升浓硫酸，冷却至-20°C，电磁搅拌下慢慢滴加15毫升浓硝酸 (90%)，完后再向其滴加溶于100毫升二氯甲烷的7克(0.027mol)己二酸二缩水甘油酯溶4液，随后升温至0°c反应0. 5h，然后倒入碎冰中。分离有机相，并依次用NaHC03稀溶液、蒸馏 水洗涤，无水Na2S04干燥。旋蒸除去溶剂，得浅黄色液体8克，产率62%。咕NMR(400MHz, CDC13) 5. 52-4. 48 (m, 1H)，4. 88-4. 79 (m, 1H)，4. 71-4. 62 (m, 1H)，4. 52-4. 48 (m, 1H)， 4. 32-4. 27 (m, 1H)，2. 42 (t，2H)，1. 69 (m, 2H)。玻璃化温度(Tg) :_49. 2°C (DSC)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型的硝酸酯类含能增塑剂，其特征在于它的结构式如下：Ｏ↓［２］ＮＯＣＨ↓［２］－＊Ｈ－ＣＨ↓［２］－Ｏ－＊－Ｒ－＊－Ｏ－ＣＨ↓［２］－＊Ｈ－ＣＨ↓［２］ＯＮＯ↓［２］式中Ｒ为烷基、环烷基以及芳基。

【技术特征摘要】
一种新型的硝酸酯类含能增塑剂，其特征在于它的结构式如下式中R为烷基、环烷基以及芳基。F2009100683322C0000011.tif2.权力要求1所述的硝酸酯类含能增塑剂的合成方法，其特征在于包括下述步骤(1)将脂肪族类或芳香族类二元酸与SOCl2或PCl3混合，回流下进行酰氯化反应3-8小 时，得到化合物1，摩尔比=1 2. 5-6. O ；(2)以...

【专利技术属性】
技术研发人员：何尚锦，张杨，崔振华，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]