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Title: Síntese de Polimeros Energéticos com Base no Anel 1,3,5-s-Triazina. Coimbra, ed.autor,2005,338p.
Authors: Pedroso, Luís Miguel Marques 
Orientador: Portugal, António Alberto Torres Garcia
Keywords: Processos Químicos
Issue Date: 2005
Abstract: Os pré-polímeros são ingredientes essenciais em propergóis compósitos e explosivos plásticos. Permitem a mistura e a protecção dos materiais energéticos sólidos, conferem propriedades mecânicas adequadas e têm um papel importante ao nível da segurança. Os pré-polímeros energéticos contribuem ainda para a energia libertada. Tal como acontece com outros materiais energéticos, a conciliação das propriedades dos pré-polímeros no que respeita à segurança, à energia libertada e às propriedades mecânicas obriga a compromissos entre os vários parâmetros, que podem contribuir de forma oposta para o desempenho. Este trabalho visa a criação de novos pré-polímeros energéticos. O anel 1,3,5-s-triazina encontra-se no DNAM, e a ele são atribuídas as boas propriedades deste composto ao nível da segurança. Encontra-se também noutros materiais energéticos igualmente seguros de utilizar. Surgiu assim a ideia de incorporar o anel 1,3,5-s-triazina em pré-polímeros energéticos. Numa primeira aproximação utilizou-se o DNAM como composto de partida, nas reacções com formaldeído e com epiclorohidrina. Nestes estudos observou-se que o DNAM não reagiu, ou reagiu em pequena extensão. Observaram-se ainda alguns sinais de decomposição do DNAM nas condições em que as reacções foram conduzidas. Por esta via não foram obtidos pré-polímeros. Foram então utilizadas melamina e epiclorohidrina. Conduziram-se as reacções entre estes compostos na presença de catalisadores aniónicos, obtendo-se pré-polímeros inertes. Continham o anel 1,3,5-s-triazina ligado a cadeias laterais formadas a partir da epiclorohidrina, e foram extensivamente caracterizados com recurso a várias técnicas. Grupos hidroxilo terminais estavam presentes, passíveis de entrarem em reacções de cura. Existiam também átomos cloro, substituídos posteriormente por grupos azida. Os pré-polímeros energéticos resultantes não preencheram alguns dos requisitos delineados à partida. Eram sólidos à temperatura ambiente e, como tal, não molhavam as partículas sólidas na mistura de uma formulação energética. Os pré-polímeros inertes apresentavam ainda baixa concentração de cloro (7-9%), o que se traduzia numa baixa concentração dos grupos energéticos azida. A reacção da melamina com epiclorohidrina foi também realizada na presença de catalisadores catiónicos, com os mesmos resultados. De seguida optou-se por utilizar ácido cianúrico na reacção com epiclorohidrina, com catalisadores catiónicos. Esta reacção foi estudada em condições diversas, obtendo-se pré-polímeros inertes formados por uma molécula de ácido cianúrico central ligada a cadeias laterais derivadas da epiclorohidrina. Apresentaram-se como líquidos com uma percentagem de cloro de ca. 30%, densidades elevadas entre 1,39 e 1,41 g cm-3, temperaturas de transição vítrea baixas e grupos hidroxilo terminais. As massas moleculares encontradas, inferiores a 650 g mol-1, eram no entanto limitativas para as propriedades mecânicas finais de uma formulação. Tal deveu-se aos solventes utilizados, que por terem constantes dieléctricas elevadas não proporcionaram condições de reacção adequadas para se obterem compostos de maior massa molecular. Os átomos cloro foram de seguida substituídos por grupos azida, obtendo-se pré-polímeros energéticos. Estes apresentaram uma decomposição claramente exotérmica a ca. 190ºC, que confirmou o carácter energético. Os pré-polímeros eram líquidos com viscosidades superiores a 23 Pa s e dependentes da razão entre reagentes utilizada na síntese dos precursores inertes. Apresentaram temperaturas de transição vítrea baixas, entre -15 e -42ºC e densidades elevadas, entre 1,35 e 1,42 g cm-3. Os ensaios de cura mostraram que é possível obter elastómeros com estes pré-polímeros. Neste trabalho foram sintetizados e caracterizados novos pré-polímeros energéticos. A contribuição original prende-se com a inclusão do anel 1,3,5-s-triazina, o que se obteve experimentando vias diferentes. Pelo nosso conhecimento, tratam-se dos únicos pré-polímeros energéticos conhecidos com esta característica.
URI: http://hdl.handle.net/10316/2023
Rights: embargoedAccess
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