聚异丁烯丁二酸山梨醇酯的合成及应用研究

发布时间：2020-10-27 14:54

　　 乳化剂是乳化炸药最重要组分之一,它跟乳化炸药的稳定性、爆速及其它性能指标密切相关。本文以山梨醇和聚异丁烯丁二酸酐为原料合成聚异丁烯丁二酸山梨醇酯乳化剂,反应过程中不使用溶剂,减少了成本,保护了环境。论文采用一步法和两步法合成了聚异丁烯丁二酸山梨醇酯,研究了反应条件对产物性能的影响,并考察了合成的乳化剂在乳化炸药中的应用效果。其中一步法合成聚异丁烯丁二酸山梨醇酯的优化工艺条件为：真空保护,以NaHCO3为催化剂,m(NaHCO3)：m(聚异丁烯丁二酸酐)=0.05：1,n(山梨醇)：n(聚异丁烯丁二酸酐)=1.8：1,反应温度为200℃,搅拌速率为250 r·min-1,反应3.5 h。两步法合成聚异丁烯丁二酸山梨醇酯的优化工艺条件为：真空保护,以P205为醚化催化剂,m(P205)：m(山梨醇)=0.008：1,醚化反应温度为160℃,醚化反应时间为1.5 h,n(山梨醇)：n(聚异丁烯丁二酸酐)=1.8：1,m(NaHCO3)：m(聚异丁烯丁二酸酐)=0.04：1,酯化反应温度为195℃,搅拌速率为250 r·min-1,酯化反应时间为3 h。结果表明,两步法较一步法合成的聚异丁烯丁二酸山梨醇酯的乳化性能优异。所合成的乳化剂在乳化炸药中的应用效果主要通过用其制备的乳胶基质稳定性、乳胶基质形貌、乳化力、乳化炸药热安定性及爆炸性能等来考察。结果表明,同Span-80(失水山梨醇单油酸酯)、T152(聚异丁烯丁二酰亚胺)乳化剂相比,应用聚异丁烯丁二酸山梨醇酯制备的乳化炸药具有更优异的爆炸性能及贮存稳定性。
【学位单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TQ560.4
【部分图文】：

因是直链酯化产物的亲水亲油综合性能未能满足乳化炸药的使用要求。这说明用山梨??醇合成乳化剂的时候宜采用两步法使乳化剂的乳化效果达到最大值，进而提高原料的??综合利用率，降低生产成本。其工艺流程如图１．２所示。??失水催化剂??油酸一＂「一酯化催化剂??，ｒ?士，’??山梨醇?？?失水酸化?？?酯化??？过滤?？产物??ｉ?ｋ?ｉ?Ｌ??抽真空?抽真空?．??图１．２失水山梨醇单油酸酷的制备流程图??虽然失水山梨醇单油酸酷的乳化力较好，但实践发现由其制备的乳化炸药的ｅ存??５??

工厂广泛使用的一种高分子乳化剂。一般是由马来酸肝与聚异丁炼先发生烃化反应生??成聚异丁烯丁二酸肝，然后再与多煤多胺发生胺化反应而得到的产物。其制备的反应??式如图１．３所示。??Ｒ＋?Ｏ??？?Ｏ??２?ｏ?＋?Ｈ２Ｎ（ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ）？ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２??？??Ｎ（ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ）ｎＣＨ２ＣＨ２?Ｎ?＋?２Ｈ２Ｏ??其中?Ｒ?为〒一ｃ—ＣＨ３??ＣＨ３?、｜：Ｈ３?人－２?ＣＨ３??．?图１．３聚异丁稀丁二酰亚胺的合成路线．．??６?“??

聚异丁稀丁二酸山梨醇酯的合成及应用研究??例如周月华等人［６４］采用热合法的制备工艺首先制备聚异丁稀丁二酸酐，再与多稀??多胺反应生成聚异丁煤丁二酰亚胺。大致的工艺流程如图１．４所示。?．．??马来酸酐??“多稀多胺??聚异丁炼—？烃化?—？胺化．—Ｈ产物??▲?？??？氮气保护?抽真空??图１．４聚异丁焼丁二酰亚胺的合成工艺流程??叶志文等人研究了聚异丁稀双丁二酷亚胺乳化剂在乳化炸药中的应用情况，结??果表明由聚异丁炼双丁二酰亚胺制备的乳化炸药的粒径细小，大致在０．２？２?ｉｉｍ，而??且分布均勾，用其制备的乳化炸药的ｌｅ存期是由失水山梨醇单油酸酷制备的乳化炸药??的两倍以上。??１．２．２．２聚异丁稀丁二酸醇胺酷??聚异丁稀丁二酰亚胺制备的乳化炸药的稳定性比Ｓｐａｎ－８０好，但由于其亲水基较??少，亲水性能比Ｓｐａｎ－８０差，在制备乳化炸药时，需要较高的剪切速率，这将影响乳??化炸药生产的安全性。所以人们在聚异丁揺丁二酰亚胺的基础上继续开发了许多高分??子乳化剂。??谢丽等人［３５］以二甲苯为溶剂，以聚异丁稀丁二酸野、三乙醇胺及混合醇胺为原料，??通过改变原料的比例来合成了不同的取代产物。实验表明聚异丁稀丁二酸三乙醇胺酯??的乳化性能优异，用其制备的乳化炸药稳定性比Ｔ１５２、Ｓｉ）ａｎ－８０制备的乳化炸药的稳．??定高
【参考文献】

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本文编号：2858669