硝酸酯增塑聚醚推进剂纯溶胶的制备方法

摘要

本发明是一种用于含能材料领域的提纯制备硝酸酯增塑聚醚推进剂纯溶胶的制备方法。它采用溶剂浸泡洗涤方法除去大部分危险的增塑剂硝化甘油（NG）、丁三醇三硝酸酯（BTTN）、高氯酸铵和奥克托金，采用有机溶剂在索氏提取器中提取溶胶，透析法制备纯溶胶等实验步骤，制备高纯度硝酸酯增塑聚醚推进剂溶胶。本发明广泛适用于含能材料中聚合物的提纯，能够有效地降低样品处理风险、简化提纯制备过程、节约成本，并且具有制备方法简单易行、实验过程方便推广的优点。

权利要求

1.一种硝酸酯增塑聚醚推进剂纯溶胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤 制备检测样品并放入溶剂中浸泡除去大部分小分子：将推进剂切成细粒，对推进剂细粒称重,加入溶剂，浸泡1～２天，洗涤并取出推进剂细粒；

步骤 采用索氏提取器提取溶胶：将推进剂细粒放入滤纸筒中，并放入索氏提取器中，加入溶剂，在６０℃～８５℃下加热回流提取1～２天，除去大部分溶剂，得到粗溶胶；

步骤 制备纯溶胶：将粗溶胶放入透析袋中，采用水透析3～4天后，采用10～30%的乙醇水溶液透析3～4天，取出浓缩后冷冻干燥，得到纯溶胶；

所述透析袋截止分子量为５００～２０００中的一种。

2.根据权利要求1所述一种硝酸酯增塑聚醚推进剂纯溶胶的制备方法，其特征在于：所述步骤 中的溶剂为甲醇、石油醚、乙醚、异丙醚、苯中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述一种硝酸酯增塑聚醚推进剂纯溶胶的制备方法，其特征在于：所述步骤 中：在浸泡1～２天期间，更换5～10次溶剂并用溶剂多次洗涤至溶液无色。

4.根据权利要求1所述一种硝酸酯增塑聚醚推进剂纯溶胶的制备方法，其特征在于：所述步骤 中的溶剂为甲醇、乙腈、丙酮、氯仿中的一种或几种。

说明书

硝酸酯增塑聚醚推进剂纯溶胶的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种含能高分子材料的分离方法，具体地说是一种透析法纯化硝酸酯增塑聚醚推进剂溶胶的方法。

背景技术

[0002] 聚合物弹性体是由凝聚相（交联固化网络）与填充于网络链之间起增塑作用的溶胶相（链增长和固化反应的线性和支化高聚合物及增塑剂）组成的弹性体。固体推进剂从本质上讲，是填充了大量固体填料的聚合物弹性体。

[0003] 网络结构是固体推进剂的支架，影响推进剂力学性能的主要因素。目前，凝胶分数和交联密度是表征固体推进剂网络结构的主要手段，而且也是推进剂失效和老化预测所依赖的主要参数。所谓聚合物弹性体凝胶，一般认为是构成弹性体网络的部分，也就是聚合物在一定温度下，经过相当长的时间，在其良性溶剂中达到相对溶解平衡后不溶解的部分，而溶胶则是其弹性体网络溶解的部分。事实上，未上网络的溶胶组成变化，更能从本质上反应固体推进剂的失效机理。

[0004] 对于丁羟推进剂，国内外曾做过这方面的研究，但是对于硝酸酯增塑的推进剂来说，由于大剂量硝酸酯的存在，分离制备纯的溶胶是一个技术瓶颈。

[0005] 硝酸酯增塑聚醚推进剂就是由大剂量的硝化甘油、丁三醇二硝酸酯增塑的二官能度的聚乙二醇（PEG）粘合剂，与多官能度的异氰酸酯(N-100)固化剂通过末端交联形成的网络体系作为支架，并填充了大量的高氯酸铵和奥克托金等固体填料的高分子复合橡胶体系。NEPE推进剂溶胶是固化反应中未形成交联网络的部分，包括PEG与N-100反应的片段和未反应完全的PEG。采用成熟的NEPE推进剂作为研究对象，得到溶胶制备的实用方法，可为其它硝酸酯增塑的推进剂提供参考技术。

[0006] 有文献表明：采用乙醚浸泡洗涤推进剂，能够去除大部分的硝酸酯和少量安定剂，再采用氯仿提取PEG溶胶，所得到的溶胶中还含有少量的氧化剂高氯酸铵、奥克托今和硝酸酯等小分子杂质。由于这些小分子杂质易于包裹在粘稠的高分子溶胶中，而且在溶剂中的溶解性质相似，难以完全去除。因此，如何除去小分子物质，仍是一个未见文献报道的工作。

[0007] 此外，将透析袋用于推进剂领域除去小分子杂质至今未见文献报道。

发明内容

[0008] 本发明的目的是要提供一种硝酸酯增塑聚醚推进剂纯溶胶的制备方法，它能够有效地降低样品处理风险，简化制备程序，节约成本，低毒，环保。

[0009] 本发明采用溶剂浸泡洗涤方法除去大部分危险的增塑剂硝化甘油（NG）、丁三醇三硝酸酯（BTTN）、高氯酸铵和奥克托金，采用有机溶剂在索氏提取器中提取溶胶，透析法制备纯溶胶等实验步骤，制备高纯度硝酸酯增塑聚醚推进剂溶胶，具体技术方案分以下步骤：

[0010] 步骤 制备检测样品并放入溶剂中浸泡除去大部分小分子：将推进剂切成细粒，对推进剂细粒称重,加入溶剂，浸泡1～２天，洗涤并取出推进剂细粒；除去大部分硝酸酯和安定剂。

[0011] 步骤 采用索氏提取器提取溶胶：将推进剂细粒放入滤纸筒中，并放入索氏提取器中，加入溶剂，在６０℃～８５℃下加热回流提取1～２天，除去大部分溶剂，得到粗溶胶；

[0012] 步骤 制备纯溶胶：将粗溶胶放入透析袋中，采用自来水透析3～4天后，采用质量比10～30%的乙醇水溶液透析3～4天，取出浓缩后冷冻干燥，得到纯溶胶。

[0013] 本发明所述步骤 中的溶剂为甲醇、石油醚、乙醚、异丙醚、苯中的一种或几种。

[0014] 本发明所述步骤 中：在浸泡1～２天期间，更换5～10次溶剂并用溶剂多次洗涤至溶液无色。

[0015] 本发明所述步骤 中的溶剂为甲醇、乙腈、丙酮、氯仿中的一种或几种。

[0016] 本发明所述透析袋截止分子量为５００～２０００中的一种。

[0017] 本发明的有益效果是：在本发明的样品制备过程中采用了某种能够仅溶解大剂量危险的硝酸酯和氧化剂高氯酸铵和奥克托金的有机溶剂，然后找到仅溶解大分子溶胶的有机溶剂和提取溶胶方法。同时，将用于生物样品中的透析袋用于推进剂领域提纯聚合物大分子，解决了溶胶中小分子物质的除杂问题，制得纯溶胶。本发明为推进剂领域的样品提纯和除杂带来了新的思路，有利于推进剂配方研究。本发明广泛适用于含能材料中聚合物的提纯，能够有效地降低样品处理风险、简化提纯制备过程、节约成本，并且具有制备方法简单易行、实验过程方便推广的优点。

附图说明

[0018] 图1为实施例1所得纯溶胶的红外光谱图。

[0019] 图2为实施例2所得纯溶胶的红外光谱图。

具体实施方式

[0020] 下面结合实施例对本发明进一步说明。

[0021] 实施例1：硝酸酯增塑聚醚推进剂纯溶胶的提纯制备

[0022] 步骤一，制备推进剂样品并放入溶剂中浸泡：溶剂选取石油醚，浸泡２天，期间更换6次溶剂并用少量溶剂多次洗涤至溶液无色。

[0023] 步骤二，采用索氏提取器提取溶胶。在８５℃下加热回流２天，溶剂选取氯仿，收集溶液，将溶剂挥发回收后，得到粗溶胶。

[0024] 步骤三，制备纯溶胶。将粗溶胶放入透析袋中，透析袋截止分子量为５００～1000，采用自来水透析3天后，再采用10%的乙醇水溶液透析4天，取出冷冻干燥，得到纯溶胶。

[0025] 图1为实施例1所得纯溶胶的红外光谱图，图中可见溶胶为聚醚聚氨酯，没有硝酸酯、高氯酸铵和奥克托金等小分子杂质。

[0026] 实施例2：硝酸酯增塑聚醚推进剂纯溶胶的提纯制备

[0027] 步骤一，制备推进剂样品并放入溶剂中浸泡：溶剂选用甲醇，浸泡２天，期间更换10次溶剂并用少量溶剂多次洗涤至溶液无色。

[0028] 步骤二，采用索氏提取器提取溶胶。溶剂选取丙酮，在7０℃下加热回流提取1天，回收溶液，将溶剂挥发后，得到粗溶胶。

[0029] 步骤三，制备纯溶胶。将粗溶胶放入透析袋中，透析袋截止分子量为２０００，采用自来水透析4天后，采用30%的乙醇水溶液透析3天后，取出冷冻干燥，得到纯溶胶。

[0030] 纯溶胶的红外光谱图见图2，图中可见溶胶为聚醚聚氨酯，没有硝酸酯、高氯酸铵和奥克托金等小分子杂质。