聚丁二烯类化合物环氧化反应的研究(5)
研究端羟基聚丁二烯的双键环氧化，要求在现有工艺的基础上，尝试选用高效催化剂，用分子氧氧化剂取代原有的过酸等有机酸氧化剂，探索绿色温和的环氧化反应工艺，从而达到对HTPB的性能改进的目的。
研究基础：
(1)从选题思路上来看，采用相对廉价而且环境友好的分子氧作为氧化剂，实现温和条件下的选择氧化，是一种绿色化学反应过程，其具有十分重要的学术意义、环境效益和潜在的工业应用前景。
(2)从研究技术和方法来看，据已有资料显示，该合成路线的各部反应均符合有机化学的机理，具有理论基础。
(3)本课题组曾用分子氧催化环氧化环己烯制备环氧环己烷，取得了良好的结果，在最佳工艺条件下，环氧环己烷的收率高达85.2%。而端羟基聚丁二烯与环己烯的结构具有相似性，为本次研究打下了良好的研究基础。本实验室具有完备的实验技术和条件，能够保证实验的顺利进行。
1.3.3 本课题的创新之处
与国内外文献所报道的对HTPB改性的方法相比，本项目首次用分子氧取代传统的有机酸氧化剂，对HTPB进行环氧化改进，这种方法是一种绿色化学反应过程，具有较高的安全性，环保性，符合原子经济性原则和绿色化学的研究方向 。由国内外文献可知，端羟基聚丁二烯的环氧化方法多是以过氧酸为氧化剂，而过氧酸不稳定，且具有潜在爆炸危险性，工业生产安全性差，而本项目则采用相对廉价而且环境友好的分子氧作为氧化剂，实现温和条件下的选择氧化，是一种绿色化学反应过程，其具有十分重要的学术意义、环境效益和潜在的工业应用前景。
1.4 课题研究背景
1.4.1 端羟基聚丁二烯的研究背景
端羟基聚丁二烯的主要合成方法大都采用自由基聚合法，目前美国、英国、日本、德国等都已经有大规模工业化生产。目前国内丁羟胶的生产厂有黎明化工研究院等9家，但是生产能力小(20 t／a左右)。另外还有阴离子聚合法，由聚丁二烯溶液与环氧化合物、醛类或酮类试剂反应而得，日本曹达、美国菲力浦和通用轮胎等公司，采用阴离子法聚合生产丁羟胶。另外，采用保护性基团引发剂法生产丁羟胶，解决了阴离子法生产丁羟胶的假凝胶化的问题，美国FMC公司在引发剂的合成及遥爪聚合物的合成上作了大量的研究工作并申请了多篇专利。
HTPB室温固化胶具有较快的固化速度和较高的凝胶率，表明该胶反应活性高，固化比较完全。固化物柔软、伸长度高、弹性好、属于橡胶性固化材料；吸水率低、耐水、防湿性能好。所以，HTPB具备作为室温固化胶的基本性能，特别是柔软性和防水性可满足火箭固体推进剂所用粘合剂的特殊性能要求。
端羟基聚丁二烯（HTPB）从上世纪60年代开始研制，具有价格低、粘度小、工艺性能好等优点。以HTPB作为粘合剂制造的推进剂——HTPB推进剂具有比冲高、适用期长、固化周期短、固含量高、力学性能优良、与衬层和绝热层粘结性能好、价格低廉等优点，被广泛应用于各种战略、战术固体导弹上。美国、法国、日本等国的大型助推器，我国的大多数固体型号导弹均使用HTPB推进剂。经过四十多年的应用和发展，无论HTPB本身的生产技术还是在推进剂中的应用技术，都达到了成熟阶段，HTPB推进剂已成为目前世界各国应用最为普遍的复合固体推进剂[8,9]。
1.4.2 环氧化端羟基聚丁二烯的研究背景
聚合物环氧化改性方法通常有2 种[10]：一种是预制过酸法，即预先制备过氧酸，再对聚合物进行环氧化改性，其优点是经济、工艺简单，但因过氧酸具有潜在爆炸危险性，所以此法工业生产安全性差；另一种是原位制备过酸法，即在有机酸存在下，加入过氧化氢，直接对聚合物进行环氧化改性，此法安全性高，是目前大多采用的环氧化改性方法。
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