• 한국군사과학기술학회지
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• 제8권2호
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• pp.67-76
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• 2005

We synthesized an energetic prepolymer(glycidyl dinitro propyl formal, GDNPF) for plastic-bonded explosive and measured its thermodynamic parameters. Glycidyl dinitro propyl formal(GDNPF) as an energetic monomer was epoxidized from allyl-2,2-dinitro propyl formal which is reacted with dinitro propyl alcohol and excess allyl alcohol, and then energetic polymer of GDNPF was polymerized by cationic ring opening polymerization. Thermodynamic parameters were obtained from the ceiling temperature($T_c$) values of 1 mole monomer at reaction temperature. We varied feed rate of monomer, concentration of initiator and monomer to control molecular weight and polydispersity of prepolymer (GDNPF). The activated monomer polymerization has been executed with precisely controlled feed of GDNPF monomer to reactor in the complex state catalyst generated by $BF_3{\cdot}(C_3H_5)_2$ and 1,4-butanediol in $C_2H_4Cl_2$. Number average molecular weight(Mn), polydispersity(Pd), hydroxy number and glass transition temperature($T_g$) of prepolymer(GDNPF) were $2,500{\sim}3,000,\;1.2{\sim}1,3,\;0.6{\sim}0.8eq/kg\;and\;-20{\sim}-25^{\circ}C$ respectively.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제7권2호
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• pp.109-117
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• 2004

We synthesized energetic prepolymer(2-nitrato ethyl oxirane, NEO) for plastic-bonded explosive and measured its thermodynamic parameters. 2-Nitrato ethyl oxirane(NEO) as a monomer was synthesized from 4-butene-ol, the first-step was preparation of 1-nitrate-3-butene and second-step was synthesized 2-nitrate-ethyl oxirane from 1nitrate-3-butene and then polymerized by cationic ring opening polymerization. The unreacted monomer concentration was measured by GC. The thermodynamic parameters were obtained from the ceiling temperature(Tc) values of 1 mole monomer at each reaction temperature. We varied feed rate of monomer, concentration of initiator and monomer to control molecular weight and polydispersity of perpolymer(NEO). Number average molecular weight(Mn), polydispersity(PD), and glass transition temperature(Tg), viscosity of prepolymer(NEO) were 2000, 1.07, $-55^{\circ}C$ and 300 poise respectively.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제12권2호
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• pp.228-235
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• 2009

We synthesized glycidyl azide monomer(GAM) as a monomer for polymerization of glycidy azide polymer(GAP) which is a promising energetic prepolymer for a plastic-bonded explosive. Using quantitative real-tim in-situ infrared(in-situ IR) spectroscopy, kinetic study on the cationic ring opening polymerization of GAM was carried out. The reaction rate was obtained from monitoring the change of ether C-O stretching band($1050cm^{-1}$) in series IR spectra. The reaction was in accordance with the first-order reaction law for each of reaction temperature at 100/1 mole ratio of [GAM]/[$BF_3*etherate$]. In the ring opening polymerization of GAM, with ratio of [GAM]/[$BF_3*etherate$] to equal 100/1 at various temperature, the activation parameters obtained from the evaluation of kinetic data were ${\Delta}H^*$=14.34kcal/mol, ${\Delta}S^*=-12.31cal/mol{\cdot}K$ and $E_a$=14.89kcal/mol.

• 대한화학회지
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• 제40권1호
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• pp.11-19
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• 1996

에너지기인 azido기($-CH_2N_3$), nitrato기($-CH_2ONO_2$)로 치환된 옥세탄의 단량체를 $BF_3$촉매하의 공중합에 관해서 반경험적인 MINDO/3, MNDO, AM1 그리고 HF/3-21G 방법 등을 사용하여 이론적으로 고찰하였다. 옥세탄 치환제와 $BF_3$ 이분자 착물의 입체적, 정전기적 구조를 이론적으로 설명할 수 있다. 옥세탄의 공중합 성장단계에서 반응성은 옥세탄의 반응중심 탄소의 양전하 크기와 옥세탄 성장단계의 친전자체의 낮은 LUMO에너지에 좌우됨이 예측된다. 옥세탄의 공중합 반응성비는 계산치와 실험값이 일치하는 랜덤 공중합 반응이다. 평형상태의 고리형 oxonium 이온과 열린 carbenium 이온의 농도 크기가 반응 메카니즘의 결정단계이며, 형태와 계산을 기초로하여 빠른 평형을 예상하여 볼 때 선폴리머 성장단계에서 $S_N1$ 메카니즘이 $S_N2$ 메카니즘보다 빠르게 반응할 것으로 예측된다.

• 대한화학회지
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• 제35권6호
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• pp.636-644
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• 1991

에너지기인 methoxy기$(-CH_2OCH_3)$, azido기$(-CH_2N_3)$ 그리고 nitrato기$(-CH_2ONO_2)$로 치환된 옥세탄(oxetane)의 단량체를 산촉매하의 중합반응에 관해서 반경험적인 MINDO/3, MNDO, AMI 방법 등을 사용하여 이론적으로 고찰하였다. 치환체 옥세탄의 친핵성 및 염기성은 옥세탄 산소원자의 음전하 크기로 설명할 수 있으며, 공중합하의 성장단계에서 옥세탄의 반응성은 옥세탄의 반응 중심 탄소의 양전하 크기와 친전자체의 낮은 LUMO 에너지에 좌우됨이 예측된다. 에너지화기 고리형 oxenium 이온형이 열린 carbenium 이온형으로 전환되는 과정은 oxonium 이온과 carbenium 이온 사이의 계산된 안정화에너지(약 10~20 kcal/mole)에 의하면 carbenium 이온이 더 유리함을 예측할 수 있다. 평형상태의 고리형 oxonium 이온과 열린 carbenium 이온의 농도크기가 반응메카니즘의 결정단계이며, 산촉매하의 형태와 계산을 기초로 하여 빠른 평형을 예상하여 볼 때 선폴리머 성장단계에서 SN1 메카니즘이 SN2 메카니즘보다 빠르게 반응할 것으로 예측된다.