بهینه سازی عامل های موثر بر تهیه کوپلیمر سه قطعه ای پلی پروپیلن گلیکول-پلی گلیسیدیل نیترات-پلی پروپیلن گلیکول و بررسی خواص گرمایی آن

پلی گلیسیدیل نیترات (PGN) به دلیل داشتن خواصی همچون انرژی تشکیل مناسب، چگالی، توازن اکسیژن و آنتالپی انفجار زیاد و سازگاری مناسب با سایر اجزا، در تهیه الاستومر های پیشرانه به کار گرفته می شود. این پلیمر افزون بر خواص مطلوب عیب هایی از جمله دمای انتقال شیشه ای زیاد، خواص مکانیکی ضعیف و مقدار جامد کل کم دارد. همچنین، الاستومر آن می تواند متحمل واپخت شود. برای رفع این عیب ها، کوپلیمرهایی از آن با پلیمرهایی با خواص گرمایی و مکانیکی مطلوب تهیه می شود.

در این پژوهش، برای اولین بار کوپلیمر سه قطعه ای پرانرژی پلی پروپیلن گلیکول-پلی گلیسیدیل نیترات-پلی پروپیلن گلیکول، PPG-PGN-PPG، با روش پلیمرشدن حلقه گشای کاتیونی پروپیلن اکسید، در مجاورت پلی گلیسیدیل نیترات به عنوان درشت آغازگر و بور تری فلویورید اترات (BF3.OEt2) به عنوان کاتالیزگر تهیه شد. اثر دما و مقدار کاتالیزگر بر وزن مولکولی و بازده واکنش بررسی شد. محصول به دست آمده با روش های سوانگاری ژل تراوا (GPC)، رزونانس مغناطیسی هسته هیدروژن (1H NMR) و کربن (13C NMR) و طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR) شناسایی شد. همچنین خواص گرمایی کوپلیمر با آزمون های گرماوزن سنجی (TGA) و گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) مطالعه شد.

نتایج نشان داد، با افزایش دما از 0 به 15 درجه سلسیوس، درصد تبدیل و بازده افزایش یافت. از سوی دیگر، با توجه به دمای جوش کم پروپیلن اکسید (34 درجه سلسیوس،) و گرمازابودن واکنش، افزایش دمای واکنش به بیش از 15 درجه سلسیوس امکان پذیر نیست. همچنین با افزایش مقدار کاتالیزگر از %0.2 به %1 وزنی نسبت به آغازگر، وزن مولکولی پلیمر افزایش یافت و بیشترین بازده در %1 وزنی کاتالیزگر به دست آمد. اما، با افزایش مقدار کاتالیزگر از %1 به %1.5 وزنی، بازده و وزن مولکولی به دلیل پیشرفت واکنش های جانبی کاهش یافت. مطالعات  TGA و DSC افزایش پایداری گرمایی و کاهش دمای انتقال شیشه ای کوپلیمر تهیه شده را در مقایسه با PGN نشان داد.