Caracterización de un polímero energético de metilglicidilazida

Characterization of Energetic Methyl Glycidyl Azide Polymer

Para obtener propulsantes más energéticos y seguros, con mayor rendimiento, mejores propiedades mecánicas y bajo coste, se han investigado y probado nuevos materiales. Uno de estos materiales es el polímero de metilglicidilazida (GAP). Puede utilizarse para fabricar propulsantes energéticos y/o sin humo, así como explosivos compuestos de baja sensibilidad. El GAP se sintetizó y caracterizó mediante FT-IR, análisis elemental, cromatografía de permeación en gel (GPC) y análisis térmico.

INTRODUCCIÓN

El propulsante compuesto sólido es una mezcla compleja y estable de oxidantes y reductores que, al encenderse, arde de forma controlada con emisión de especies de baja masa molar. En los últimos años, ha habido una búsqueda constante de nuevos materiales que puedan utilizarse en propulsantes. Entre otras características, se buscan materiales que sean más energéticos, con mayor estabilidad térmica y/o química, menos agresivos para el medio ambiente, de menor coste y más fáciles de manejar, lo que permite un mejor rendimiento en cohetes, misiles y explosivos.

La Glycidyl Methyl Azide (GAP) cumple estas expectativas. Es un polímero con un grupo azida en cada unidad de repetición y grupos OH en los extremos de la cadena, por lo que es bifuncional. El GAP puede sufrir reacciones de curado mediante la combinación de estos grupos OH con grupos diisocianato presentes en compuestos como el diisocianato de isoforona (IPDI) y el diisocianato de tolueno (TDI). De este modo, la funcionalidad del polímero es un parámetro importante en las propiedades mecánicas requeridas por un elastómero curado. La presencia de grupos azida hace que el producto sea energético, con un calor de formación positivo del orden de +975 kJ/kg a 293 K. Por lo tanto, puede utilizarse en la producción de propelentes energéticos y/o propulsantes "sin humo".

En general, el GAP se obtiene en dos etapas: en primer lugar, se obtiene la sustancia intermedia poliepiclorhidrina (PECH), y con ésta, en la siguiente etapa, se obtiene el GAP. La primera etapa de síntesis debe incluir epiclorhidrina (ECH), un iniciador, preferiblemente un dialcohol con grupos OH terminales, y un catalizador de tipo ácido de Lewis. Mediante la reacción de apertura del anillo epoxi de la epiclorhidrina, la cadena crece. La alta concentración de epiclorhidrina en el medio de reacción favorece la reacción no deseada de formación cíclica.