A pesar de la reducción de emisiones que estipula el protocolo de Kioto, en España se eliminan ciertas
municiones por incineración a pesar del impacto medioambiental que ello supone. Por ese motivo, es
interesante desarrollar métodos de eliminación/reutilización alternativos a la incineración. Para ello,
es necesario conocer la composición química de las municiones para definir sus posibilidades de
eliminación o reutilización. En el caso de los propulsores, tiene tres componentes principales: un
polímero de butadieno hidroxilado (HTPB), perclorato amónico y aluminio. Teniendo en cuenta que el
perclorato amónico es soluble en agua caliente e insoluble en agua fría sería fácilmente recuperable.
El caso del polímero, que actúa como aglutinante, se podría recuperar empleando disolventes
adecuados que permitan su recuperación.
1.¿Qué productos se producirían si se incineraran los propulsores, y del HTPB?
2.¿Existe algún procedimiento que recuperes el HTPB de los propulsores? ¿Podrías proponer alguna
alternativa?
3.¿Qué metodologías analíticas se podrían utilizar para estudiar el HTPB contenido en los propulsores
y recuperado?
El protocolo de Kioto sobre el cambio climático es un acuerdo internacional que
tiene por objetivo reducir las emisiones de seis gases que causan el calentamiento
global: dióxido de carbono (CO2), gas metano (CH4) y óxido nitroso (N2O), además de
tres gases industriales fluorados: hidrofluorocarbonos (HFC), perfluorocarbonos
(PFC) y hexafluoruro de azufre (SF6)
HTPB son las siglas de polibutadieno terminado en hidroxilo (en inglés), y se
genera a partir de un monómero diénico en presencia de peróxido y de un
disolvente.
A partir del monómero se obtiene un polímero cuya estructura,
generalmente, puede tener fragmentos de adición 1,2, 1,4-cis y 1,4-trans. En
el caso particular del HTPB se unen dos grupos hidroxilo en los extremos de
la cadena polimérica.
HTPB comercial es un líquido (polímero disuelto en un alcohol) transparente con
un color muy similar a la cera de papel, es muy viscoso. Las propiedades no se
pueden indicar de forma precisa, porque HTPB se fabrica en diferentes calidades
para satisfacer requisitos específicos. HTPB, por tanto, es un nombre genérico
para una clase de compuestos.
Es insoluble en agua por lo que es
un buen sellador. Aunque se utiliza
como combustible para cohetes no
se enciende fácilmente y requiere
temperaturas superiores a 773K
para arder.
HTPB se utiliza en muchos cohetes con motores con combustible sólido, siendo
capaz de aglutinar al combustible y al agente oxidante en una masa sólida.
También se utiliza en cohetes híbridos de combustible, junto con el N2O (óxido
nitroso o "gas hilarante") como oxidante.
El combustible se describe como "HTPB / AP / Al = 12/68/20", que significa, en
proporción en masa, un 12% de HTPB, un 68% de perclorato amónico (oxidante), y
un 20% de aluminio en polvo (combustible).
Además, el HTPB se puede usar para la formación de poliuretanos cuando reacciona
con compuestos con dos grupos isocianato (–N=C=O).
• Las reacciones que tienen lugar para estos compuestos
generan lo siguiente:
2 NH4ClO4
2OO ºC
N2 + Cl2 + 2O2 + 4H2O
2 Al2O3
4 Al + 3 O2
Δ
O2
CO2 + H2O + CO +
ALDEHIDOS,CETONAS,
ESTERES,ALCOHOLES...
•
No hemos encontrado ningún procedimiento homologado para la
recuperación de HTPB.
•
PROPUESTA:
Al ser un compuesto soluble en disolventes orgánicos, el HTPB se puede
extraer con, por ejemplo, hexano o tolueno, dando una mezcla homogénea.
El disolvente se puede recuperar por destilación ya que cualquiera de estos
dos disolventes se evaporan antes de que se llegue a la temperatura de
descomposición del polímero.
Una vez hecha la separación, para comprobar si ésta ha dado los
resultados esperados, se hace el análisis de dos muestras: una del
HTPB aislado, y otra proveniente del propulsor (HTPB y perclorato
de amonio), mediante el método de Py-GC/MS (uso de un
pirolizador, un cromatógrafo de gases, y un espectrómetro de
masas)
El pirolizador tiene la función de degradar la muestra, y volatilizar
los pirolisatos obtenidos; el cromatógrafo de gases se encarga de
separar los diferentes pirolisatos; y el espectrómetro de masas
detecta los fragmentos, y la relación masa/carga, además de la
estructura.
Para este análisis se han usado dos muestras: una de HTPB puro; y otra de
HTPB/PA en proporción 80/20.
HTPB puro.
HTPB/PA en proporción 80/20.
Picos 1 a 18: HTPB puro.
Picos 1 a 14 y 19 a 31:
HTPB/PA (80/20 % en
peso)
Resultado: PA induce la
formación
de
más
compuestos aromáticos
(21 a 31), así como de
productos oxidados (30)
Ganesh, K.; Sundarrajan, S.; Kishore, K.; Ninan, K. N.; George, B.; Surianarayanan, M.
Macromolecules 2000, 33, 326-330.
H. Greenwood, A. Earnshow, Chemistry of the Elements, Butterworth-Heinemann, Oxford, 1997.
Págs. 867-868.
H. Greenwood, A. Earnshow, Chemistry of the Elements, Pergamon Press, Oxford, 1984. Págs. 10151017.
S. Bell, Forensic Chemistry, Pearson Education, USA, 2006. Pág. 389.
http://en.wikipedia.org/wiki/Hydroxyl-terminated_polybutadiene
http://spanish.alibaba.com/product-free/hydroxyl-terminated-polybutadiene-htpb-10312454.html
http://www.invenia.es/oepm:e88420184
Descargar

Diapositiva 1