阅读说明：本技术 聚七氟丁基缩水甘油醚、制备方法及用途 (Poly-heptafluoro-butyl glycidyl ether, preparation method and application ) 是由 刘慧慧 李尚斌 金波 于 2019-10-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了聚七氟丁基缩水甘油醚、制备方法及用途,本发明的聚七氟丁基缩水甘油醚,主链含有大量的碳氧键,柔韧性优于聚丁二烯；在侧链引入含氟基团,一方面提高了密度和氧平衡,另一方面氟元素能与炸药中的高能金属粉末(如：铝和硼等)相互作用,进一步提高炸药能量。不仅具有优异的力学性能和良好的稳定性,还可以提高含铝、含硼炸药氧平衡和能量水平。与二氟氨类聚合物相比,其热稳定性更好,使用更为安全。本发明产品制备方式简单方便,分离提纯容易,产率高,适合工业化生产。(The invention discloses a poly heptafluoro butyl glycidyl ether, a preparation method and application thereof, wherein the main chain of the poly heptafluoro butyl glycidyl ether contains a large amount of carbon-oxygen bonds, and the flexibility of the poly heptafluoro butyl glycidyl ether is superior to that of polybutadiene; the introduction of fluorine-containing groups into the side chains improves the density and oxygen balance on one hand, and on the other hand, fluorine can interact with high-energy metal powder (such as aluminum, boron and the like) in the explosive to further improve the energy of the explosive. The explosive has excellent mechanical properties and good stability, and can improve the oxygen balance and energy level of aluminum-containing and boron-containing explosives. Compared with the difluoroammonia polymer, the difluoroammonia polymer has better thermal stability and safer use. The product of the invention has simple and convenient preparation method, easy separation and purification and high yield, and is suitable for industrial production.)

聚七氟丁基缩水甘油醚、制备方法及用途

技术领域

本发明涉及含氟聚合物技术领域，尤其涉及聚七氟丁基缩水甘油醚、制备方法及用途，制备的含氟聚合物材料可用于炸药、推进剂及火工品等领域。

背景技术

含能粘结剂作为含能材料的重要组成部分，为含能材料提供了基本的骨架，使其拥有一定的形状，能承受一定的应力，在固体推进剂和炸药中有着广泛的运用。近年来，聚叠氮缩水甘油醚和聚硝酸酯缩水甘油醚受到了科研工作者的广泛关注，基于这两种聚合物粘结剂的合成工艺和力学性能都有着长足的发展。但是，前者因为其力学性能和粘结性能较差，而后者的感度又太低，它们的应用前景受到了很大的限制。目前应用最为广泛的还是端羟基聚丁二烯，它的力学性能和与含能材料的相容性能都较为优异，缺点是能量较低。于是研究出了含氟粘结剂，最早研究的含氟粘结剂是二氟氨类聚合物，它拥有密度高、能量大等优点，但是因为它易爆炸、毒性高等缺点限制了它的应用和发展。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提出聚七氟丁基缩水甘油醚、制备方法及用途，即提供一种新型的粘结剂及其制备方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

聚七氟丁基缩水甘油醚，其有如下结构式：

式中：n为4-20。

本申请另一方面还提供了所述的聚七氟丁基缩水甘油醚的制备方法，以七氟丁氧基环氧丙烷为原料，用醇做引发剂，三氟化硼乙醚做催化剂，将七氟丁氧基环氧丙烷聚合，生成聚七氟丁基缩水甘油醚。

进一步方案为，所述用作引发剂的醇，可以为乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、丙三醇、季戊四醇。

进一步方案为，该方法的具体步骤是，将醇和三氟化硼乙醚溶于二氯甲烷中，室温下搅拌均匀，然后降温至0℃，在保护气体气氛中，缓慢滴加单体七氟丁氧基环氧丙烷，充分反应后，用蒸馏水洗后减压蒸馏除去溶剂，得到粘稠液体即为聚七氟丁基缩水甘油醚。

所述醇与三氟化硼乙醚添加量体积比为1.5-2.5∶1，二氯甲烷与三氟化硼乙醚添加量体积比为90-150∶1。

进一步方案为，所述保护气体是氮气或氩气。

进一步方案为，所述聚七氟丁烷缩水甘油醚的分子量在1000-5000之间。

本申请再一方面还提供了所述的聚七氟丁基缩水甘油醚及本申请的制备方法得到的聚七氟丁基缩水甘油醚作为含能聚合物在炸药、推进剂及火工品领域的用途。

本发明的有益效果在于：

本发明的聚七氟丁基缩水甘油醚，主链含有大量的碳氧键，柔韧性优于聚丁二烯；在侧链引入含氟基团，一方面提高了密度和氧平衡，另一方面氟元素能与炸药中的高能金属粉末(如：铝和硼等)相互作用，进一步提高炸药能量。不仅具有优异的力学性能和良好的稳定性，还可以提高含铝、含硼炸药氧平衡和能量水平。与二氟氨类聚合物相比，其热稳定性更好，使用更为安全。本发明产品制备方式简单方便，分离提纯容易，产率高，适合工业化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1聚七氟丁烷缩水甘油醚核磁共振氢谱(a)和核磁共振碳谱(b)。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

将375μL丁二醇、215μL三氟化硼乙醚和22mL二氯甲烷加入100mL单口烧瓶中，室温搅拌30min。然后降温至0℃，置换成氮气气氛，逐滴加入35g七氟丁氧基环氧丙烷，约4h加完。滴加完毕后继续保持0℃反应6h，然后升温至室温反应12h。反应结束后，先用400mL蒸馏水将残余的引发剂和催化剂洗去，然后减压蒸馏除去二氯甲烷，50℃下真空干燥至恒重，得到22g聚七氟丁烷缩水甘油醚，分子量2732g/mol，分散系数1.32，其核磁共振氢谱和核磁共振碳谱如图1所示。

实施例2：

将535μL丙二醇、215μL三氟化硼乙醚和22mL二氯甲烷加入100mL单口烧瓶中，室温搅拌30min。然后降温至0℃，置换成氮气气氛，逐滴加入30g七氟丁氧基环氧丙烷，约4h加完。滴加完毕后继续保持0℃反应6h，然后升温至室温反应8h。反应结束后，先用400mL蒸馏水将残余的引发剂和催化剂洗去，然后减压蒸馏除去二氯甲烷，50℃下真空干燥至恒重，得到21g聚七氟丁烷缩水甘油醚，分子量1827g/mol，分散系数1.32。

实施例3：

将535μL已二醇、215μL三氟化硼乙醚和30mL二氯甲烷加入到100mL单口烧瓶中，室温搅拌30min。然后降温至0℃，置换成氮气气氛，逐滴加入30g七氟丁氧基环氧丙烷，约4h加完。滴加完毕后继续保持0℃反应6h，然后升温至室温反应12h。反应结束后，先用400mL蒸馏水将残余的引发剂和催化剂洗去，后减压蒸馏除去二氯甲烷，50℃下真空干燥至恒重，得到21g聚七氟丁烷缩水甘油醚，分子量为3327g/mol，分散系数为1.4。

实施例4：

将535μL丙三醇、215μL三氟化硼乙醚和30mL二氯甲烷加入到100mL单口烧瓶中，室温搅拌30min。然后降温至0℃，置换成氮气气氛，逐滴加入30g七氟丁氧基环氧丙烷，约4h加完。滴加完毕后继续保持0℃反应4h，然后升温至室温反应16h。反应结束后，先用400mL蒸馏水洗去残余的引发剂和催化剂，减压蒸馏除去二氯甲烷，50℃下真空干燥至恒重，得到20g聚七氟丁烷缩水甘油醚，分子量为4527g/mol，分散系数为1.31。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。