Polímero de azida glicidílica (GAP). II. Mecanismo de reacción

Glycidyl Azide Polymer (GAP). II. Reaction Mechanism

El GAP es un material energético que puede utilizarse como aglutinante o agente plastificante en propulsores y mezclas explosivas. El polímero de glicidil azida (GAP) puede sintetizarse por conversión directa de epiclorhidrina. Aquí se propone un mecanismo para la reacción utilizada, basado en un análisis de espectros infrarrojos de especies intermedias.

INTRODUCCIÓN

La primera referencia histórica al uso de materiales energéticos se remonta al año 300 a.C., cuando la pólvora negra era utilizada por los chinos en ceremonias. La aplicación de estos materiales se intensificó a principios del siglo XIX, con la nitración de compuestos para producir explosivos de alta energía. Desde entonces, han surgido nuevos materiales energéticos, siguiendo en cierto modo la evolución de la ciencia de los materiales.

Una de las primeras formulaciones utilizadas en materiales fue una mezcla de nitrocelulosa y nitroglicerina, donde la nitrocelulosa se utilizaba para hacer la nitroglicerina más viscosa y menos sensible al impacto y la fricción[1]. Otras mezclas con polímeros incluyen RDX en poliestireno y HMX en poliestireno y teflón. En la actualidad, se emplean otras moléculas poliméricas en formulaciones propulsoras, como el polibutadieno hidroxiterminado (HTPB), el polibutadieno carboxiterminado (CTPB) y los poliéteres hidroxiterminados (HTPE)[2].

El objetivo de estas formulaciones es aumentar la cantidad de energía desarrollada por los propulsores y explosivos, pero estos materiales también deben ofrecer estabilidad. Otras variables conforman el problema, como mejorar las propiedades mecánicas del material final, aumentar la vida útil y reducir el impacto medioambiental de la producción, uso y eliminación del material[2].

Si la matriz polimérica es un elastómero, este material tiende a absorber mejor los impactos, lo que reduce el riesgo de detonación no deseada. Sin embargo, si se utiliza un material más rígido, será posible mantener una mayor precisión en la forma final de la pieza[3]. 

El uso de polibutadieno líquido con terminación hidroxilo (PBLH) mejora la estabilidad, pero en términos de energía no aporta nada a la composición ya que no es energético. Sin embargo, la matriz también puede aportar energía, como los aglutinantes energéticos[2,4], que actúan como aglutinantes y también pueden reticularse con los explosóforos[5]. Poli(metil glicidil azotida) GAP es un ejemplo de un aglutinante que es estable como el PBLH, pero que contiene grupos azida en su cadena, responsables de aumentar el contenido energético de la composición[6].