CC BY
49
УДК 541.6
В. А. Петров, Н. В. Аверьянова, Н. В. Кузнецова,
А. В. Косточко
ИССЛЕДОВАНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ
АЗИДОЗАМЕЩЕННЫХ ОКСЕТАНОВ МЕТОДОМ ШИРОКОУГЛОВОЙ
И МАЛОУГЛОВОЙ РЕНТГЕНОВСКОЙ ДИФРАКЦИИ
Ключевые слова: рентгеновская дифракция, кристаллическая решетка, степень кристалличности, сополимер 3,3 - бис(азидометил)оксетана (БАМО) и 3-азидометил - 3 - метилоксетана (АММО).
Изучена кристаллическая структура азидозамещенных оксетанов. Рассчитана степень кристалличности, размеры кристаллитов и их дефектность, а также определены зависимости этих параметров от соотношения мономеров в сополимере.
Keywords: x-ray diffraction, crystal lattice, crystallinity degree, copolymer 3,3- bis(azidomethyl)oxetane (BAMO) and 3 -
azidomethyl - 3 - methyloxetane (AMMO).
The The crystal structure of еnergetic polyoxetane was studied. Crystallinity degree, the sizes of crystalline particles and their defects was calculated, and also dependence of these parameters on a ratio of monomers in copolymer was defined.
В настоящее время в России и за рубежом ведутся исследования новых компонентов энергонасыщенных составов на основе энергоемких связующих. Интерес к энергоемким термообратимым полимерам, в качестве основы связующих, обусловлен возможностью создания боеприпасов с повышенной энергетикой [1,2]. Наиболее известным активным полимерным связующим является нитроцеллюлоза, однако она не всегда удовлетворяет требованиям по чувствительности, химической и термической стойкости. Поэтому в настоящее время большое внимание уделяется синтетическим эластичным полимерам, содержащим азидо-, нитро- и тетразольные группы. В частности, используются термопластичные полимеры на основе энергоемких оксетанов: поли-3,3-бис (азидоме-
тил)оксетана (азопентон), термопластичного сополимера азидометилметилоксетана и бис-азидометилоксетана
(АММО/БАМО), глицидилазида, глицидилнитрата и многочисленные нитроэфирные полимеры.
В качестве объекта исследования использовались мономеры и сополимеры 3,3-бис(азидометил)оксетана (БАМО) и 3-азидометил-3-метилоксетана (АММО). Сополимеры были получены прямым взаимодействием мономеров с использованием катализатора триизобутилалюминий-вода.
Методами широкоугловой и малоугловой рентгеновской дифракции проведены исследования кристаллической структуры сополимеров АММО и БАМО с различным соотношением мономеров. В результате обработки полученных рентгенограмм были рассчитаны степень кристалличности, эффективные размеры и дефектность кристаллитов, проведена оценка доменной структуры сополимеров АММО и БАМО.
Показано, что при возрастании содержания АММО уменьшается степень кристалличности сополимера от 60,9 до 11,6 %. При этом сополимеры имеют
эффективные размеры кристаллитов в пределах от 51,1 до 326,9 А°.
При введении АММО в сополимер происходит нарушение его кристаллической решетки по сравнению с пБАМО, вместе с тем происходит незначительное упорядочение структуры сополимера [3].
Методом малоуглового рентгеновского рассеяния проведена оценка доменной структуры сополимеров АММО и БАМО. Показано, что по мере уменьшения степени кристалличности сополимеров интенсивность и угловая протяженность малоуглового рассеяния возрастает, что указывает на увеличение микрогетерогенности образцов.
Для полимера пБАМО наблюдается слабое дифракционное кольцо с максимумом в области межплоскостных расстояний 80-88А°, что характеризует упорядоченное расположение кристаллических доменов. Увеличение содержания АММО разрушает данную упорядоченность, приводя при этом к увеличению как числа доменов, так и ширины распределения их по размерам.
Выявлено, что по мере уменьшения степени кристалличности сополимеров интенсивность и угловая протяженность малоуглового рассеяния возрастает, что указывает на увеличение микрогетерогенности образцов.
Литература
1. Зиновьев, В. М. Современные и перспективные высокоэнергетические компоненты смесевых и баллиститных твердых ракетных топлив/ В.М. Зиновьев, Г.В. Куценко, А.С. Ермилов. -Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2010.-162с.
2. Талавар, М.Б. Новые тенденции в области создания перспективных высокоэнергетических материалов / М.Б. Талавар [и др.] // Физика горения и взрыва. -2007. - №1. - С. 72-85.
3. Петров, В А. Термический анализ свойств и структуры азидозамещенных оксетанов / В.А.. Петров [и др.] // Вестник Казан. технол. ун-та. -2011. - Т. 14, №15. - С. 332-335.
© В. А. Петров - д-р техн. наук, проф. каф. химии и технологии высокомолекулярных соединений КНИТУ, ptrv@kstu.ru; Н. В. Аверьянова - асп. той же кафедры, natusca-1@mail.ru; Н. В. Кузнецова - асп. той же кафедры, hu-ka@mail.ru; А. В. Косточко - д-р техн. наук, проф., зав. каф. химии и технологии высокомолекулярных соединений КНИТУ, kostochko@kstu.ru.
