DE112006003287T5

DE112006003287T5 - Wasserbasierte Synthese von Poly(tetrazolen) und daraus hergestellte Gegenstände

Info

Publication number: DE112006003287T5
Application number: DE112006003287T
Authority: DE
Inventors: Cory G. North Royalton Miller; Graylon K. Warren Williams
Original assignee: Automotive Systems Laboratory Inc
Current assignee: Automotive Systems Laboratory Inc
Priority date: 2005-07-31
Filing date: 2006-07-31
Publication date: 2009-01-22
Also published as: JP2010511594A; WO2008059318A2; WO2008059318A3

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Polyvinyl(tetrazol)-Salzes umfassend die Schritte:
Hinzufügen von Wasser in das Reaktionsgefäß;
Hinzufügen wenigstens eines Azidsalzes in das Reaktionsgefäß;
Hinzufügen wenigstens eines Tensids in das Reaktionsgefäß;
Hinzufügen wenigstens eines zweiwertigen Zinkhalogenids in das Reaktionsgefäß;
Hinzufügen wenigstens eines Polymers enthaltend Cyano- oder Nitrilfunktionalität in das Reaktionsgefäß, wobei die Reihenfolge des Hinzufügens von Wasser, Azidsalz, Tensid und Polymer in das Reaktionsgefäß variiert werden kann;
Mischen des Inhalts des Reaktionsgefäßes zu einer flüssigen Mischung;
Erhitzen des Inhalts des Reaktionsgefäßes, wobei der Inhalt des Reaktionsgefäßes reagiert;
Kühlen des Inhalts des Reaktionsgefäßes;
Filtrieren des Inhalts des Reaktionsgefäßes um ein Filtrat zu bilden;
Waschen des Filtrats mit Wasser um eine Filtrat/Wasser-Mischung zu ergeben;
Dispergieren der Filtrat/Wasser-Mischung in etwa 1,0–10 l kalten Wassers und Rühren derselben;
Ansäuern der dispergierten Filtrat/Wasser-Mischung auf einen pH-Wert von etwa 1–3 und Rühren derselben;
Filtrieren der...

Description

QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Rechte aus der US-Provisional Anmeldung mit der Anmeldenummer 60/704,397, hinterlegt am 31. Juli 2005. Diese Anmeldung ist gleichfalls eine „continuation-in-part"-Anmeldung der gleichzeitig anhängigen US-Anmeldung mit der Anmeldenummer 11/264,982, welche eine „continuation-in-part"-Anmeldung der US-Anmeldung mit der Anmeldenummer 11/143,198 ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Gaserzeugungssysteme und Gaserzeugungsmittelzusammensetzungen, die beispielsweise in Gaserzeugungsvorrichtungen für Fahrzeugrückhaltesysteme verwendet werden. Ein wasserbasiertes Verfahren zur Herstellung von Polyvinyl(tetrazolen) wird ebenfalls vorgestellt. Andere Gegenstände, welche als Ersatz für bekannte lichtemittierende Dioden (LEDs) und Flüssigkristallanzeigen (LCDs) geeignet sind, werden ebenfalls zur Verfügung gestellt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft nichttoxische Gaserzeugungsmittelzusammensetzungen, welche nach der Verbrennung rasch Gase erzeugen, welche zum Aufblasen von Fahrzeugsicherheitsrückhaltesystemen in Motorfahrzeugen geeignet sind, und insbesondere betrifft die Erfindung thermisch stabile Nichtazid-Gaserzeugungsmittel, welche nicht nur annehmbare Verbrennungsraten besitzen, sondern welche auch nach Verbrennung ein relativ hohes Verhältnis von Gasvolumen zu Feststoffen bei annehmbaren Flammentemperaturen besitzen.
Die Entwicklung von Azid-basierten Gaserzeugungsmitteln zu Nichtazid-Gaserzeugungsmitteln ist im Stand der Technik gut dokumentiert. Die Vorteile von Nichtazid-Gaserzeugungsmittelzusammensetzungen im Vergleich zu Azid-Gaserzeugungsmitteln wurden ausführlich in der Patentliteratur beschrieben, beispielsweise in den US-Patenten mit den Nummern 4,370,181 ; 4,909,549 ; 4,948,439 ; 5,084,118 ; 5,139,588 und 5,035,757 , deren Diskussion hiermit durch Bezugnahme einbezogen ist.
Zusätzlich zu einem Brennstoffbestandteil enthalten pyrotechnische Nichtazid-Gaserzeugungsmittel Inhaltsstoffe, wie Oxidationsmittel, um den erforderlichen Sauerstoff für eine rasche Verbrennung zur Verfügung zu stellen und die Menge an erzeugtem toxischen Gas zu reduzieren, einen Katalysator, um die Umwandlung von toxischen Oxiden von Kohlenstoff oder Stickstoff zu unschädlichen Gasen zu befördern, und einen schlackenbildenden Inhaltsstoff, welcher bewirkt, dass die festen und flüssigen Produkte, welche während und unmittelbar nach der Verbrennung gebildet werden, zu filtrierbaren, schlackeartigen Partikeln agglomerieren. Andere optionale Zusatzstoffe, wie Verbrennungsratenverbesserer oder ballistische Modifikatoren und Zündhilfen, werden verwendet, um die Zündfähigkeit und die Verbrennungseigenschaften des Gaserzeugungsmittels zu kontrollieren.
Einer der Nachteile der bekannten Nichtazid-Gaserzeugungsmittelzusammensetzungen ist die Menge und die physikalische Natur der festen Rückstände, die während der Verbrennung gebildet werden. Die infolge der Verbrennung gebildeten Feststoffe müssen gefiltert oder in anderer Weise dem Kontakt mit den Insassen des Fahrzeuges entzogen werden, wenn diese in einem Fahrzeuginsassenschutzsystem verwendet werden. Es ist daher höchst wünschenswert Zusammensetzungen zu entwickeln, welche ein Minimum an festen Teilchen bilden, während sie weiterhin angemessene Mengen eines nichttoxischen Gases zur Verfügung stellen, um die Sicherheitsvorrichtungen mit einer hohen Rate aufzublasen.
Beispielsweise ist die Verwendung von phasenstabilisiertem Ammoniumnitrat als Oxidationsmittel wünschenswert, da dieses während der Verbrennung ausreichende Mengen nichttoxischer Gase und eine geringe Menge an Feststoffen erzeugt. Um jedoch nützlich zu sein, müssen Gaserzeugungsmittel für Anwendungen in Kraftfahrzeugen thermisch stabil sein, wenn diese 400 Stunden lang oder länger bei 107°C gealtert werden. Die Zusammensetzungen müssen auch ihre strukturelle Integrität behalten, wenn diese zwischen –40°C und 107°C zyklisiert werden. Weiterhin weisen Gaserzeugungsmittelzusammensetzungen, welche phasenstabilisiertes oder reines Ammoniumnitrat enthalten, manchmal eine geringe thermische Stabilität auf und liefern unannehmbar hohe Mengen an toxischen Gasen, beispielsweise CO oder NO_x, in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der verwendeten Additive, wie Plastifizierer und Binder. Weiterhin machen erfordern kürzliche Änderungen in den U.S.-Fahrzeuganforderungen, dass geringe Mengen von Ammoniak in den Ausflussgasen vorhanden sind.
Ein weiteres Problem, welches behandelt werden muss, ist die Tatsache, dass das US-Verkehrsministerium (Department of Transportation DOT) einen „Cap-Test" für Gaserzeugungsmittel fordert. Wegen der Empfindlichkeit der bekannten Brennstoffe zur Detonation bei deren Verwendung beispielsweise im Zusammenhang mit Ammoniumnitrat, Triaminoguanidinnitrat, bestehen viele Brennstoffe, welche Ammoniumnitrat enthalten, den Cap-Test nicht, solange sie nicht in große Scheiben geformt sind, welche wiederum die Designflexibilität des Gasgenerators verringern.
Ein weiteres Anliegen betrifft die langsamen Kaltstartzündungen von typischen rauchlosen Gaserzeugungsmittelzusammensetzungen, das sind Gaserzeugungsmittelzusammensetzung, welche zu weniger als 10% festen Verbrennungsprodukten führen.
Ein weiteres Anliegen betrifft die Entsorgung und das Handhaben von organischen Verbindungen, Lösemitteln und Mischungen, welche bei der Herstellung von Polyvinyl(tetrazolen) verwendet werden. Die Wirkung auf die Umwelt, welche mit der Verwendung von organischen Lösemitteln bei der Herstellung von Polyvinyl(tetrazolen) auftritt, betrifft die damit verbundenen Probleme bei der Entsorgung, bei der Handhabung und bei der Aufbewahrung dieser organischen Verbindungen. Die Entflammbarkeit vieler organischer Verbindungen erhöht die relative Gefahr bei den Herstellungsverfahren, während die Natur der Lösemittel eine Lagerung und Entsorgung in Übereinstimmung mit den U.S.D.O.T.-Gefahrstoffregelungen erfordert.
Dementsprechend schließen fortlaufende Bemühungen im Design von Kraftfahrzeuggaserzeugungssystemen beispielsweise andere Initiativen ein, welche vorzugsweise mehr Gas und weniger Feststoffe bilden, ohne die oben genannten Nachteile.
Auf einem anderen dazugehörenden Gebiet besteht ein wachsender Bedarf an vielseitigen optischen Displays für elektronische Produkte der verschiedensten Art. Lichtemittierende Dioden (LEDs) und Flüssigkristalldisplays (LCDs) haben viele nützliche Anwendungen gefunden, aber sind in nicht allen Fällen geeignet. Ein optisches Display, welches relativ jungen Ursprungs ist und welches sehr viel versprechend ist, ist die organische elektrolumineszierende Vorrichtung. Eine elektrolumineszierende Vorrichtung besteht im Wesentlichen aus einer elektrolumi neszierenden Substanz, die zwischen einem Paar Elektroden angeordnet ist. Wenn ein elektrisches Potenzial an den Elektroden angelegt wird, emittiert die elektrolumineszierende Substanz sichtbares Licht. Typischerweise ist eine der Elektroden transparent und erlaubt es dem Licht, hindurch zu scheinen.
Unter Bezugnahme auf 8 umfasst eine im Stand der Technik bekannte organische elektrolumineszierende Vorrichtung eine Anode 401 auf einem Substrat 403, eine leitende Polymerschicht 405 benachbart zur Anode, eine Defektelektronentransportschicht 407 benachbart zur leitenden Polymerschicht, eine Elektronentransportschicht 409 benachbart zur Defektelektronentransportschicht und eine Kathode 411 benachbart zur Elektronentransportschicht. Wird eine elektrische Kraft angewendet, wird die Anode in Bezug auf die Kathode positiv vorgespannt und Licht wird an einer Zwischenschicht 413 zwischen der Defekt- und der Elektronentransportschichten emittiert.
9 stellt eine weitere typische elektrolumineszierende Vorrichtung nach dem Stand der Technik dar. Ein Glassubstrat 501, welches etwa 15 Millimeter im Quadrat misst, ist mit einer transparenten Anode 503 beschichtet. Eine transparente Defektelektronentransportschicht 505, welche etwa 10 Millimeter im Quadrat misst, bedeckt die Anode und eine Elektronentransportschicht 507 bedeckt die Defektelektronentransportschicht unter Bildung einer Zwischenschicht 509 zwischen den beiden Schichten. Eine Kathode 511 bedeckt die Elektronentransportschicht. In einigen Vorrichtungen besteht die Defektelektronentransportschicht aus zwei Unterschichten, welche geringfügig unterschiedliche Zusammensetzungen haben, eine Unterschicht bildet eine untere Region 513, benachbart zur Anode, und die andere Unterschicht bildet eine obere Region 515, benachbart zu der Elektronentransportschicht. Die Dicke der Anode, der Defektelektronentransportschicht, der Elektronentransportschicht und der Kathode sind jeweils im Bereich von 10–500 Nanometern (100–5000 Ångström).
Im Betrieb wird eine elektrische Kraft von einer Spannungsquelle 517 auf die Anode und die Kathode angewendet, wobei die Anode in Bezug auf die Kathode positiv vorgespannt wird. Dies führt dazu, dass Regionen mit positiver Ladung („Löcher") durch die Defektelektronentransportschicht von der Anode in Richtung auf die Elektronentransportschicht wandern, und dass Elektronen von der Kathode durch die Elektronentransportschicht zu der Defektelektronentransportschicht wandern. Die Löcher und die Elektronen vereinigen sich an der Zwischenschicht 509 zwischen den beiden Schichten und emittieren sichtbares Licht. Das Licht tritt durch die Defektelektronentransportschicht, die Anode und das Substrat, wie durch den Pfeil 519 angedeutet, aus der Vorrichtung aus.
Es könnte ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung sein, die Herstellung dieser organischen lichtemittierenden Vorrichtungen und deren Komplexität zu vereinfachen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die oben genannten Bedenken werden durch ein Gaserzeugungssystem gelöst, welches eine Gaserzeugungsmittelzusammensetzung umfasst, welche ein extrudierbaren Polyvinyltetrazol-Brennstoff enthält. Bevorzugte Oxidationsmittel umfassen Nichtmetalloxidationsmittel, wie phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat. Andere Oxidationsmittel umfassen Alkali- und Erdalkalimetallnitrate.
Der Brennstoff ist aus der Gruppe von Polyvinyltetrazolen und deren Mischungen ausgewählt. Eine exemplarische Gruppe von Brennstoffen umfasst polymere Tetrazole, welche funktionale Gruppen an den Azolketten tragen. Bevorzugte Vinyltetrazole umfassen 5-Amino-1-vinyltetrazol und Poly(5-vinyltetrazole), welche beide selbst propagierende Thermolyse oder thermische Zersetzung zeigen. Andere Brennstoffe umfassen Poly(2-methyl-5-vinyl)tetrazol und Poly(1-vinyl)tetrazol. Diese und andere mögliche Brennstoffe sind strukturell durch die hierin aufgezeigten Figuren erläutert. Als solche können die Polyvinyltetrazole anhängende Aromatizität aufweisen oder aromatischen Charakter innerhalb der Polymerrückgrates aufweisen, in Abhängigkeit von den Designkriterien der Gaserzeugungsmittelzusammensetzung und in Abhängigkeit von den Ausgangsreagenzien in der Synthese der Polyvinyltetrazole. In bestimmten Ausführungsformen bildet der Brennstoff etwa 10–40 Gewichts-% der Gaserzeugungsmittelzusammensetzung.
Ein Oxidationsmittel ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe aus Nichtmetall- und Alkali- und Erdalkalimetallnitrate und deren Mischungen. Nichtmetallnitrate umfassen Ammoniumnitrat und phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat, das wie im Stand der Technik bekannt stabilisiert ist. Alkali- und Erdalkalimetallnitrate umfassen Kaliumnitrat und Strontiumnitrat. Andere Oxidationsmittel, welche für ihre Verwendbarkeit in einer Airbag-Gaserzeugungsmittelzusammensetzung bekannt sind, können ebenfalls verwendet werden. In bestimmten Ausführungsformen bildet das Oxidationsmittel etwa 60–90 Gewichts-% der Gaserzeugungsmittelzusammensetzung.
Andere Gaserzeugungsmittelbestandteile, die für ihre Nützlichkeit innerhalb von Fahrzeuginsassenschutzsystemen bekannt sind und welche typischerweise in Gaserzeugungsmittelzusammensetzungen enthalten sind, können in einer wirksamen Menge in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Diese schließen ein, sind aber nicht begrenzt auf im Stand der Technik bekannte Kühlmittel, Schlackenbildner und ballistische Modifizierer.
Ein wasserbasiertes Verfahren wurde entwickelt, in welchem ein Nitril enthaltendes Pre-Polymer zunächst durch Umsetzung des Pre-Polymers mit einem zweiwertigen Zinkhalogenid in der Gegenwart eines Azids und eines Tensids in einen polymergebundenen Zinktetrazol-Organometall-Komplex umgesetzt wird, und zwar unter Druck und hoher Temperatur. Die resultierenden Polymerzwischenprodukte können dann, nachdem diese filtriert und von dem Reaktionsmedium gewaschen wurden, durch Behandlung mit einer konzentrierten Säure in die entsprechenden Tetrazolsalze umgewandelt werden. Die Polyvinyl(tetrazol)säure kann dann durch Umsetzung der Säure mit einer geeigneten Base in ein wasserlösliches Salz umgewandelt werden.
Zusammenfassend gesagt umfasst die vorliegende Erfindung Gaserzeugungsmittelzusammensetzungen, welche die Gas verbrennungsprodukte maximieren und feste Verbrennungsprodukte minimieren, während sie andere Designanforderungen, wie die thermische Stabilität, erhalten. Ein Gegenstand, der durch eine Beschichtung des wasserlöslichen Salzes erhalten wird, wird ebenfalls zur Verfügung gestellt und weiter unten beschrieben. Diese und andere Vorteile werden deutlich nach Betrachtung der detaillierten Beschreibung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsseitenansicht, welche den allgemeinen Aufbau eines Gasgenerators in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Fahrzeuginsassenrückhaltesystems, welches eine Gaserzeugungsmittelzusammensetzung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung enthält.
3 und 4 sind grafische Darstellungen von entsprechenden Verbrennungsraten im Vergleich mit dem Verbrennungsdruck von Gaserzeugungsmittelzusammensetzungen.
5 und 6 sind grafische Darstellungen, welche die Verbrennungsprofile der gleichen Gaserzeugungsmittel vor und nach dem Altern für 400 Stunden bei 107°C zeigen.
7 ist die schematische Darstellung eines Gegenstands, der eine Schicht aus Polyvinylsalz enthält, das in Übereinstimmung mit den wasserbasierten Verfahren der vorliegenden Erfindung gebildet ist.
8 und 9 zeigen LED- und LCD-Gegenstände nach dem Stand der Technik.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Gaserzeugungsmittelzusammensetzungen für Gasgeneratoren von Insassenrückhaltesystemen. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung umfasst eine pyrotechnische Zusammensetzung Poly(tetrazole) oder extrudierbare Brennstoffe, wie Polyvinyltetrazole (PVT) zur Verwendung innerhalb eines Gaserzeugungssystems derart, dass diese durch eine hohe Gasausbeute in Kraftfahrzeugairbagtreibmitteln in einem Fahrzeuginsassenschutzsystem gekennzeichnet sind. Poly(tetrazole) können als jede Verbindung oder jedes Molekül gekennzeichnet werden, welche mehr als einen Tetrazolring enthalten. Der Brennstoff fungiert ebenso als ein Bindemittel. Bevorzugte Oxidationsmittel umfassen Nicht metalloxidationsmittel, wie Ammoniumnitrat und Ammoniumperchlorat. Andere Oxidationsmittel umfassen Alkali- und Erdalkalimetallnitrate.
Der Brennstoff ist ausgewählt aus der Gruppe von Poly(tetrazolen) oder Polyvinyltetrazolen und deren Mischungen. Eine beispielhafte Gruppe von Brennstoffen umfasst polymeres Tetrazole, welche funktionelle Gruppen an den Azolketten haben. Vinyltetrazole schließen 5-Amino-1-vinyltetrazol und Poly(5-vinyltetrazol) ein, welche beide selbstpropagierende Thermolyse oder thermische Zersetzung zeigen. Andere Brennstoffe umfassen Poly(2-methyl-5-vinyl)tetrazol und Poly(1-vinyl)tetrazol. In Abhängigkeit von dem für die Reaktion gewählten Pre-Polymer diese und andere mögliche Poly(tetrazole) Salze/Brennstoffe sind beispielhaft, aber nicht begrenzt durch die unten gezeigte Struktur.
Es wurde gefunden, dass ein unerwarteter weiterer Vorteil beim Einschluss der vorliegenden Brennstoffe ist, dass die Zusammensetzungen, die zu schwierigen Kaltstartzündungen führen und wirksamere Zündfolgen oder Booster benötigen, vermieden werden können. Von Poly(5-amino-1-vinyl)tetrazol wird beispielsweise angenommen, dass dieses keinen endothermen Prozess besitzt, bevor die exotherme Zersetzung beginnt. Daher ist der wärmeverbrauchende Schritt, der normalerweise vor den energiefreisetzenden Schritten der Verbrennung (welche als Energiebarriere wirken) benötigt wird, in den vorliegenden Zusammensetzungen offensichtlich nicht vorhanden. Es wird angenommen, dass andere polymere Azole, die als Brennstoffe in der vorliegenden Erfindung wirken, den gleichen Vorteil aufweisen. In bestimmten Ausführungsformen bildet der Polyvinylazol-Brennstoff 5 bis 40 Gewichts-% der Gaserzeugungsmittelzusammensetzung.
Ein Oxidationsmittel ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Nichtmetall- und Alkali- und Erdalkalimetallnitrate und deren Mischungen. Nichtmetallnitrate umfassen phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat, das beispielsweise wie im Stand der Technik bekannt stabilisiert ist. Alkali- und Erdalkalimetallnitrate umfassen Kaliumnitrat und Strontiumnitrat. Es wurde gefunden, dass in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, Zusammensetzungen, welche phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat enthalten, eine ausreichende thermische Stabilität besitzen, im Gegensatz zu vielen anderen bekannten Zusammensetzungen, welche unstabilisiertes Ammoniumnitrat und/oder phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat enthalten. Andere Oxidationsmittel, die für ihre Verwendung in Airbaggaserzeugungsmittelzusammensetzungen nützlich sind, werden ebenfalls in Betracht gezogen. Es soll jedoch anerkannt werden, dass die Oxidationsmittel der vorliegenden Erfindung ein Gesamtsauerstoffgleichgewicht innerhalb der Verbrennungsre aktion aufweisen, welches die Bildung von Kohlenmonoxid und/oder Stickstoffoxiden minimiert. Das Sauerstoffgleichgewicht, das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt wird, liegt zwischen –4,0% bis +4,0% und wird durch die Oxidationsmittel zur Verfügung gestellt. Es wird anerkannt werden, dass beispielsweise in Geschosstreibladungen die Menge des Sauerstoffgleichgewichtes vorteilhafterweise zu Kohlenmonoxid nach der Verbrennung der entsprechenden Geschosstreibladung führt, wobei die erforderliche Stoßkraft mit Gasen mit möglichst geringen Molekulargewicht zur Verfügung gestellt wird. In bestimmten Ausführungsformen bildet das Oxidationsmittel etwa 60 bis 95 Gewichts-% der Gaserzeugungsmittelzusammensetzung.
Andere bekannte Bestandteile von Gaserzeugungsmitteln, die für deren Nützlichkeit in einer Airbaggaserzeugungsmittelzusammensetzung bekannt sind, können in funktionell wirksamen Mengen in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Diese umfassen, sind aber nicht begrenzt auf im Stand der Technik bekannte Kühlmittel, Schlackenbildner und ballistische Modifizierer.
Die Bestandteile der Gaserzeugungsmittel der vorliegenden Erfindung werden von im Stand der Technik bekannten Anbietern bezogen und werden vorzugsweise mit einer Feuchtmethode gemischt. Typische oder bekannte Lieferanten sind Aldrich oder Fisher Chemical Companies. Ein im Hinblick auf die Substitutionsgruppen an dem polymeren Brennstoff ausgewähltes Lösungsmittel wird auf eine Temperatur erhitzt, welche ausreichend ist, um den Brennstoff zu lösen, aber unterhalb des Siedepunktes, beispielsweise gerade unterhalb 100°C, aber niedrig genug, um die Selbstzündung jedweder Bestandteile zu verhindern, während diese hinzugefügt oder später ausgefällt werden. Hydrophile Gruppen werden beispielsweise effektiver durch die Ver wendung von Wasser als Lösemittel gelöst. Andere Gruppen werden effektiver in einer sauren Lösung, wie beispielsweise Salpetersäure, effektiv gelöst. Andere Lösungsmittel umfassen Alkohole und Plastifiziermittel, wie Polyethylenglykol. Sobald ein geeignetes Lösemittel ausgewählt und erhitzt wurde, wird der Brennstoff langsam hinzugegeben und gelöst. Das Oxidationsmittel wird dann langsam hinzugegeben und ebenso gelöst. Jedwede andere gewünschte Bestandteile werden in gleicher Weise gelöst. Die Lösung wird erwärmt und kontinuierlich gerührt. Während das Lösemittel über die Zeit verdampft wird, werden der Brennstoff und das Oxidationsmittel und die anderen Bestandteile in einer homogenen, festen Lösung ausgefällt. Der Niederschlag wird entfernt, sobald das Lösemittel vorzugsweise vollständig verdampft ist. Die Zusammensetzung kann dann in Pellets oder andere nützliche Formen extrudiert werden. Stärker bevorzugt enthält eine Gaserzeugungsmittelzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ein Polyvinyl(tetrazol) und phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat. Die Vorteile sind eine hohe Gasausbeute und eine geringe Feststoffbildung, ein hoch energetischer Brennstoff/Bindemittel und ein preiswertes Oxidationsmittel, wobei das Erfordernis der Filtration des Gases vermieden wird, wenn wenige Feststoffe während der Verbrennung gebildet werden. Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung können wegen der geschmeidigen Natur des polymeren Brennstoffes extrudiert werden.
Die Gaserzeugungsmittelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können ebenso einen sekundären Brennstoff enthalten, der aus Aminsalzen von Tetrazolen und Triazolen gebildet ist. Diese sind beschrieben und exemplarisch in den US-Patenten mit den Nummern 5,872,329 , 6,074,502 , 6,210,505 und 6,306,232 , der gleichen Anmelderin erwähnt, wobei jedes hiermit durch Bezugnahme einbezogen ist. Der gesamte Gewichtsanteil beider, des ersten und des zweiten Brennstoffes, oder der Brennstoffkomponente der vorliegenden Zusammensetzungen beträgt etwa 5 bis 40 Gewichts-% der gesamten Gaserzeugungsmittelzusammensetzung. Wie in den in den 3 und 4 gezeigten Daten dargestellt, verbessert die Verwendung eines sekundären Brennstoffes die Verbrennungsrate, wobei der Druck ansteigt.
Im Speziellen umfassen Nichtmetallsalze von Tetrazolen und Triazolen insbesondere Amin-, Amino- und Amidsalze von Tetrazolen und Triazolen, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Monoguanidinsalz von 5,5'-Bis-1H-tetrazol (BHT·1GAD), Diguanidinsalz von 5,5'-Bis-1H-tetrazol (BHT·2GAD), Monoaminguanidinsalz von 5,5'-Bis-1H-tetrazol (BHT·1AGAD), Diaminguanidinsalz von 5,5'-Bis-1H-tetrazol (BHT·2AGAD), Monohydrazinsalz von 5,5'-bis-1H-tetrazol (BHT·1HH), Dihydrazinsalz von 5,5'-bis-1H-tetrazol (BHT·2HH), Monoammoniumsalz von 5,5'-bis-1H-tetrazol (BHT·1NH₃), Diammoniumsalz von 5,5'-bis-1H-tetrazol (BHT·2NH₃), Mono-3-amino-1,2,4-triazolsalz von 5,5'-bis-1H-tetrazol (BHT·1ATAZ), Di-3-amin-1,2,4-triazolsalz von 5,5'-bis-1H-tetrazol (BHT·2ATAZ) und Diguanidinsalz von 5,5'-Azobis-1H-tetrazol (ABHT·2GAD).
Aminsalze von Triazolen umfassen das Monoammoniumsalz von 3-Nitro-1,2,4-Triazol (NTA·1NH₃), Monoguanidinsalz von 3-Nitro-1,2,4-Triazol (NTA·1GAD), Diammoniumsalz von Dinitrobitriazol (DNBTR·1NH₃), Diguanidinsalz von Dinitrobitriazol (DNBTR·2GAD) und Monoammoniumsalz von 3,5-Dinitro-1,2,4-Triazol (DNTR·1NH₃).
Ein allgemeines Nichtmetallsalz eines Tetrazols, wie in Formel I dargestellt, umfasst einen kationischen Stickstoff, enthaltend die Komponente Z, und eine anionische Komponente, umfassend einen Tetrazolring und eine Gruppe R, die an der 5-Position des Tetrazolrings substituiert ist. Ein allgemeines Nichtmetallsalz von Triazol, wie in Formel II gezeigt, umfasst eine kationische, Stickstoff enthaltende Komponente Z und eine anionische Komponente, welche einen Triazolring und zwei R-Gruppen enthält, die an die 3- und 5-Positionen des Triazolringes substituiert sind, wobei R₁ strukturell mit R₂ gleich sein kann oder nicht. Eine Komponente R ist ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Wasserstoff oder jede Stickstoff enthaltende Verbindung, wie Amino-, Nitro-, Nitramino oder eine Tetrazolyl- oder Triazolyl-Gruppe, wie in Formel I oder II gezeigt, welche direkt über eine Amin-, Diazo- oder Triazo-Gruppe substituiert sind. Die Verbindung Z ist an der 1-Position der jeweiligen Formel substituiert und wird aus einem Mitglied der Gruppe, umfassend Amine, Aminos und Amide, einschließlich Ammoniak, Carbohydrazid, Oxaminhydrazid und Hydrazin; Guanidin-Verbindungen, wie Guanidin, Aminoguanidin, Diaminoguanidin, Triaminoguanidin, Dicyandiamid und Nitroguanidin; stickstoffsubstituierte Carbonyl-Verbindungen oder Amide, wie Harnstoff, Oxamid, Bis-(carbonamid)amin, Azodicarbonamid und Hydrazodicarbonamid; und Aminoazole, wie 3-Amino-1,2,4-triazol, 3-Amino-5-nitro-1,2,4-triazole, 5-Aminotetra zole, 3-Nitramino-1,2,4-triazole, 5-Nitraminotetrazol und Melamin.
Beispiel 1:
Die unten angegebene Reaktion stellt die wasserbasierte Reaktion und Bildung von Poly(tetrazol) gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
Wie in der Reaktion gezeigt, wird zunächst ein Nitril enthaltendes Pre-Polymer durch Umsetzung des Pre-Polymers mit einem zweiwertigen Zinkhalogenid (beispielsweise Chlor, Brom oder Fluor) in Gegenwart eines Azids zusammen mit einem Tensid unter Druck bei hoher Temperatur zu einem polymergebundenen Zink-Tetrazol-Organometall-Komplex umgesetzt. Zinkbromid, Natriumazid und Ammoniumlaurylsulfat werden entsprechend als das Zinkhalogenid, das Azidsalz und das Tensid verwendet. Die Reaktionszeit beträgt etwa 24 Stunden bei etwa 170°C. Das Polymerzwischenprodukt wird dann filtriert und gewaschen, um die Reaktionsmischung abzuspülen. Das gewaschene Polymerzwischenprodukt wird dann mit konzentrierter Säure (beispielsweise HCl) behandelt. Die Poly(tetrazol)-Säure wird dann mit einer Base behandelt, um die Säure in ein wasserlösliches Salz zu überführen. Alle Reaktionsschritte werden im Wasser ausgeführt, im Gegensatz zu den typischen organischen Lösungsmitteln, die häufig verwendet werden. Die prozentuale Ausbeute des zu einem Poly(tetrazol) umgewandelten Nitril-Pre-Polymers beträgt etwa 95%.
Beispiel 2:
Ein Poly(tetrazol) wird in der gleichen Weise und in den gleichen molaren Verhältnissen wie in Beispiel 1 angegeben hergestellt und wie in der hierin gezeigten Reaktion. Ein Nitril enthaltendes Pre-Polymer wird zunächst durch Umsetzung des Pre-Polymers mit einem zweiwertigen Zinkhalogenid in Gegenwart eines Azids, zusammen mit einem Tensid unter Druck bei hoher Temperatur zu einem polymergebundenen Zink-Tetrazol-Organometall-Komplex umgesetzt. Zinkbromid, Natriumazid und Ammoniumlaurylsulfat werden entsprechend als das Zinkhalogenid, das Azidsalz und das Tensid verwendet. Die Reaktionszeit beträgt etwa 16 Stunden bei etwa 150°C. Das Polymer-Zwischenprodukt wird dann filtriert und gewaschen, um die Reaktionsmischung abzuspülen. Das gewaschene Polymer-Zwischenprodukt wird dann mit konzentrierter Säure (beispielsweise HCl) behandelt. Die Poly(tetrazol)-Säure wird dann mit einer Base behandelt, um die Säure in ein wasserlösliches Salz umzuwandeln. Alle Schritte in dem Verfahren werden im Wasser durchgeführt, im Gegensatz zu den typischen organischen Lösemitteln, die häufig verwendet werden. Die prozentuale Ausbeute am Nitril-Pre-Polymer, welches in Poly(tetrazol) umgewandelt wird, beträgt etwa 90 bis 95%.
Beispiel 3:
Ein Poly(tetrazol) wird in der gleichen Weise und in den gleichen molaren Verhältnissen wie in Beispiel 1 angegeben hergestellt und wie in der hierin gezeigten Reaktion.
Ein Nitril enthaltendes Pre-Polymer wird zunächst durch Umsetzung des Pre-Polymers mit einem zweiwertigen Zinkhalogenid in Gegenwart eines Azids, zusammen mit einem Tensid unter Druck bei hoher Temperatur zu einem polymergebundenen Zink-Tetrazol-Organometall-Komplex umgesetzt. Zinkbromid, Natriumazid und Ammoniumlaurylsulfat werden entsprechend als das Zinkhalogenid, das Azidsalz und das Tensid verwendet. Die Reaktionszeit beträgt etwa 16 Stunden bei etwa 115°C. Das Polymer-Zwischenprodukt wird dann filtriert und gewaschen, um die Reaktionsmischung abzuspülen. Das gewaschene Polymer-Zwischenprodukt wird dann mit konzentrierter Säure (beispielsweise HCl) behandelt. Die Poly(tetrazol)-Säure wird dann mit einer Base behandelt, um die Säure in ein wasserlösliches Salz umzuwandeln. Alle Schritte in dem Verfahren werden im Wasser durchgeführt, im Gegensatz zu den typischen organischen Lösemitteln, die häufig verwendet werden. Die prozentuale Ausbeute am Nitril-Pre-Polymer, welches in Poly(tetrazol) umgewandelt wird, beträgt etwa 70%.
Beispiele 4–9:
Beispiele 4–9 sind unten in tabellarischer Form gezeigt und geben einen vergleichenden Blick auf die verschiedenen Typen und Mengen von hergestelltem Gas im Hinblick auf verschiedene bekannte Gaserzeugungsmittelzusammensetzungen und ein Gaserzeugungsmittel, gebildet in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Beispiel 4 ist eine repräsentative Gaserzeugungsmischung, gebildet mit 5-Aminotetrazol und Strontiumnitrat in Übereinstimmung mit dem US-Patent Nr. 5,035,757 , welches hiermit durch Referenz einbezogen ist. Beispiel 5 ist eine entsprechende Gaserzeugungsmittelzusammensetzung, die aus einem Aminsalz von Tetrazol, wie dem Diammoniumsalz von 5,5-Bis-1H-terazol, phasenstabilisiertem Ammoniumnitrat, Strontiumnitrat und Ton in Übereinstimmung mit dem US-Patent Nr. 6,210,505 gebildet ist, welches hiermit durch Referenz einbezogen ist. Beispiel 6 ist eine entsprechende Gaserzeugungsmittelzusammensetzung, die aus einem Aminsalz von Tetrazol, wie Diammoniumsalz von 5,5-Bi-1H-tetrazol und phasenstabilisiertem Ammoniumnitrat in Übereinstimmung mit dem US-Patent Nr. 5,872,329 gebildet ist, welches hiermit durch Referenz einbezogen ist. Beispiel 7 ist eine entsprechende Gaserzeugungsmittelzusammensetzung, gebildet aus Ammoniumnitramintetrazol und phasenstabilisiertem Ammoniumnitrat in Übereinstimmung mit dem US-Patent Nr. 5,872,329 , welches hiermit durch Referenz einbezogen ist. Beispiel 8 ist eine entsprechende Gaserzeugungsmittelzusammensetzung, gebildet aus Ammoniumnitramintetrazol, phasenstabilisiertem Ammoniumnitrat und einem Schlackebildner in Übereinstimmung mit dem US-Patent Nr. 5,872,329 , welches hiermit durch Referenz einbezogen ist. Beispiel 9 ist eine entsprechende Zusammensetzung, gebildet in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, enthaltend Ammoniumpolyvinyltetrazol und phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat (Ammoniumnitrat co-gefällt mit 10 Kaliumnitrat).
Tabelle 1 beschreibt genau die relativen hergestellten Mengen (ppm) von Kohlenmonoxid (CO), Ammoniak (NH3), Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2) im Hinblick auf jedes Beispiel und die Menge des Gaserzeugungsmittels in Gramm (g). Alle Beispiele wurden in einem Gaserzeuger mit nahezu gleichem Design verbrannt.

Beispiel g P_c CO NH3 NO NO2

4 45 15 125 10 49 9

5 25 36 109 65 29 4

6 25 29 111 29 37 5

7 25 36 62 10 28 3

8 25 37 98 35 33 4

9 25 34 129 4 28 4

Tabelle 1
Die gesammelten Daten zeigen, dass die Zusammensetzung nach Beispiel 9, gebildet in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, zu wesentlich weniger Ammoniak führt, als die anderen Beispiele, und zwar weit unter dem Industriestandard von 35 ppm. Es wurde gefunden, dass Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung zu wesentlich geringeren Mengen an Ammoniak, verglichen mit anderen bekannten Gaserzeugungsmitteln, führen. In bekannten Gaserzeugungsmittelzusammensetzungen ist es oft schwierig, die Gesamtmenge von Ammoniak, welche während der Verbrennung gebildet wird, zu reduzieren, obwohl andere Leistungskriterien bevorzugt erhalten bleiben.
Beispiele 10–14:

Die theoretischen Beispiele 10–14 sind unten in Tabellenform angegeben und verschaffen einen vergleichenden Blick auf die verschiedenen Mengen und Typen von produzierten Gasen im Hinblick auf verschiedenen Gaserzeugungsmittelzusammensetzungen, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gebildet sind. Das in Tabelle 2 genannte phasenstabilisierte Ammoniumnitrat (PSAN10) wurde mit 10 Gewichtsprozent Kaliumnitrat, bezogen auf das Gesamt-PSAN, stabilisiert. Alle Beispiele verwenden Ammoniumpoly(C-vinyltetrazol) (APV) als primären Brennstoff. Bestimmte Beispiele verwenden Nichtmetalldiammoniumsalz von 5,5'-1H-tetrazol (BHT·2NH3) als sekundären Brennstoff. Alle Beispiele zeigen die Ergebnisse einer durch Verbrennung der Gaserzeugungsmittelbestandteile (Brennstoffzusammensetzung) mit einem ähnlich designten Gasgenerator oder Gaserzeuger mit ähnlichem Hitzefallendesign.

Bsp.	Bestandteile (Gew.% auf 100 g)	Flammentemperatur (K)	Abgastemperatur (K)	Gasverbrennungsprodukte (mol)
10	15% APV	2222	857	2,25 H2O
	85% PSAN10			1,33 N2
				0,39 CO2
11	16% APV	2039	890	2,00 H2O
	69% PSAN10			1,2 N2
	10% Strontiumnitrat			0,37 CO2
	5% Ton
12	22% APV	2054	1225	0,64 H2O
	73% Strontiumnitrat			0,83 N2
	05% Ton			0,52 CO2
13	08% APV	2036	874	1,86 H2O
	64,60% PSAN10			1,34 N2
	10% Strontiumnitrat			0,35 CO2
	05% Ton
	12,40% BHT·2NH3
14	08% APV	2206	835	0,34 CO2
	80,60% PSAN10			2,20 H2O
	11,40% BHT·2NH3			1,45 N2

Tabelle 2

Für Beispiel 10 wurde gefunden, dass dieses bei einer Alterung von 400 Stunden bei 10°C mit nur einem Masseverlust von 0,5% thermisch stabil ist. Daher stellt Beispiel 10 beispielhaft die unerwartete thermische Stabilität der Gaserzeugungsmittelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung dar, insbesondere solche, welche ein Polyvinyltetrazol, wie hierin beschrieben, und phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat (stabilisiert mit 10% Kaliumnitrat) enthalten. Es sollte hervorgehoben werden, dass andere Phasenstabilisierer ebenso in Betracht gezogen werden, wie dies im Stand der Technik bekannt und anerkannt ist.
Beispiele 11 bis 13 stellen die Verwendung von Polyvinyltetrazol mit metallischen Oxidationsmitteln beispielhaft dar. In bestimmten Anwendungen kann die Verwendung eines metallischen Oxidationsmittel erforderlich sein, um die Zündbarkeit, die Verbrennungsratenexponenten, die Gaserzeugungsmittelverbrennungsrate und andere Designanforderungen zu optimieren. Die Beispiele illustrieren, dass, je mehr metallisches Oxidationsmittel verwendet wird, geringere Mole von produziertem Gas nach der Verbrennung gebildet werden.
Im Gegensatz dazu zeigen die Beispiele 10 und 14, dass die molaren Mengen von Gasverbrennungsprodukten maximiert werden, wenn Nichtmetallgaserzeugungsmittelbestandteile verwendet werden. Daher enthalten bevorzugte Gaserzeugungsmittelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung mindestens ein Polyvinyl(tetrazol) als eine Brennstoffkomponente und ein Nichtmetalloxidationsmittel als Oxidationsmittelbestandteil.
Schließlich wurde mit Bezug auf Bespiel 14 gefunden, dass die Gaserzeugungsmittelverbrennungsrate durch Zusatz eines weiteren Nichtmetallbrennstoffes, BHT·2NH3 zu APV und PSAN10, erhöht wird, wodurch das Verbrennungsprofil der Gaserzeugungsmittelzusammensetzung optimiert wird. Die Verbrennungsrate von Beispiel 14 wurde bei 1,2 Zoll pro Sekunde bei 5500 psi gemessen. Es kann daher geschlossen werden, dass der Zusatz von Nichtmetallaminsalzen von Tetrazolen und/oder Nichtmetallaminsalzen von Triazolen, wie in 5,872,329 beschrieben, vorteilhaft im Hinblick auf die Verbrennungsrate und die Gaserzeugung sein können. Weiterhin bewirkt die weiche Natur von APV die Extrudierbarkeit der Treibmittelzusammensetzung. Wie in den 3 und 4 gezeigt, führt der Zusatz eines sekundären Brennstoffs, wie oben gezeigt, zu einer verbesserten Verbrennungsrate, da der Verbrennungsdruck erhöht wird. 3 zeigt die Verbrennungsraten über den Druck einer Zusammensetzung, welche nur Polyvinyltetrazol und phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat enthält. Im Gegensatz dazu zeigt 4 die Brennrate über den Druck einer ähnlichen Zusammensetzung von 3, welche Polyvinyltetrazol und phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat, aber mit dem Zusatz von Diammonium-BHT enthält, gemäß den hierin angegebenen prozentualen Gewichtsbereichen. Es kann geschlossen werden, dass der Zusatz eines sekundären Brennstoffes, wie hierin beschrieben, zu einem signifikanten Vorteil im Hinblick auf die Verbrennungsrate führt. Der praktische Effekt ist die Wiederholbarkeit der Performance und der verbesserten ballistischen Eigenschaften des entsprechend gebildeten Gaserzeugungsmittels.
Beispiele 15 und 16:
Beispiele 15 und 16 verdeutlichen beispielhaft die Kaltstartvorteile der Gaserzeugungsmittelzusammensetzungen, die ein Polyvinyltetrazol enthalten. Wie durch die Differenzialscanningkalorimetrie (DSK) gezeigt, besitzen rauchlose oder Nichtmetallzusammensetzungen einen endothermen Trend vor der exothermen Verbrennung. Aus diesem Grund muss eine relativ größere Menge an Energie verfügbar sein, um das Gaserzeugungsmittel zu zünden und die Verbrennung desselben zu unterhalten. Oftmals wird ein aggressiverer Zündsatz unter Einschluss einer aggressiveren Boosterzusammensetzung erforderlich sein, um das Energielevel zu erreichen, welches erforderlich ist, um das Gaserzeugungsmittel zu zünden und die Verbrennung zu unterhalten. Beispiel 15 betrifft eine Zusammensetzung, welche 65% PSAN10 und etwa 35% BHT·2NH3 enthält. Wie durch den DSK-Test angezeigt, wird die Endothermie bei 243,12°C maximiert, was einem Energieverlust von etwa 508,30 Joule/Gramm des Gaserzeugungsmittels darstellt. Im Vergleich hierzu betrifft Beispiel 16 eine Zusammensetzung, welche etwa 15% Poly(C-vinyltetrazol) in etwa 85% PSAN10 enthält. Höchst unerwartet tritt kein endothermer Prozess auf, der durch DSK nachgewiesen wurde, und entsprechend schreitet die Verbrennung in ungehinderter Weise fort. Als ein Ergebnis wird weniger Energie benötigt, um das Gaserzeugungsmittel zu verbrennen, und dadurch eine Reduzierung des Zündsatzes oder von Zünder- und Boosteranforderungen erreicht.
Beispiel 17:
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung wird durch die 5 und 6 dargestellt. 5 zeigt die Basislinie oder die Verbrennung vor der Alterung einer Gaserzeugungsmittelzusammensetzung, hergestellt in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung innerhalb eines Gaserzeugers nach dem Stand der Technik. Genauer gesagt enthielt die Gaserzeugungsmittelzusammensetzung 80,6% PSAN, 8,0% PVT und 11,4% BHT-2NH3. 6 dagegen zeigt die Verbrennung nach dem Altern der gleichen Gaserzeugungsmittelzusammensetzung innerhalb des gleichen Gaserzeugers. Die in den 5 und 6 gezeigten Kurven korrelieren zu „heiß" oder +85°C, „Umgebungstemperatur" oder 23°C und „kalt" oder –40°C eines Standardfahrerseitenairbags innerhalb eines 60 Liter ballistischen Tanks. Wie dargestellt, besteht ein unsignifikanter Unterschied im Verbrennungsprofil zwischen dem Betrieb des nicht gealterten und des gealterten Gaserzeugungsmittels, wenn dieser bei den drei verschiedenen Temperaturen verwendet wird. Es wird anerkannt werden, dass USCAR-Anforderungen für „beschleunigtes Altern" 400 Stunden bei 107°C sind. Typischerweise fordern viele Fahrzeughersteller weltweit ähnliche Bedingungen beim beschleunigten Altern.
Beispiele 18–21:
Beispiele 18–21 sind weitere Darstellungen dessen, dass in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die Wahl eines Cyano oder Nitril enthaltenden Pre-Polymers vorherbestimmend ist, welches Endprodukt entsteht. Dementsprechend kann erkannt werden, dass die geeignete Auswahl eines Nitril enthaltenden Pre-Polymers das gewünschte Poly(tetrazol) als ein Endprodukt ergeben wird.
Beispiel 18:
Beispiel 19:
Beispiel 21:
In noch einem anderen Aspekt der Erfindung wurde unerwartet gefunden, dass Polyvinyltetrazolsalze, die wie in der vorliegenden Erfindung beschrieben gebildet wurden, zu Salzen führen, welche lumineszierende Eigenschaften haben. Im Gegensatz zu ähnlichen Salzen, welche unter Verwendung von organischen Lösemitteln hergestellt wurden, stellen die vorliegenden Salze einen lumineszierenden Charakter zur Verfügung, welcher bisher nicht gesehen wurde. Es muss anerkannt werden, dass die Polyvinylsalze, die durch die wässrige Methode der vorliegenden Erfindung gebildet werden, lumineszente Eigenschaften an die resultierenden Salze weitergeben. Daher kann der Charakter der Salze von solchen Salzen unterschieden werden, die mittels organischer Lösemittel hergestellt wurden.
Daher schließen Gegenstände, die aus den Salzen, die aus dem Herstellungsverfahren resultieren, jede Art von Glas, Polymer oder anderen Substraten ein, worin eine lumineszente Eigenschaft gewünscht ist. Das Aufbringen der Salze kann beispielsweise durch Rotationsbeschichtung der Salze, welche in einer wässrigen Lösung suspendiert sind, auf eine Indiumzinnoxid(ITO)-Anode beispielsweise auf ein Glassubstrat beschichtet werden. US-Patent Nr. 5,719,467 , welches hierin durch Referenz in seiner Gesamtheit einbezogen ist, beschreibt die Rotationsbeschichtung von Polyanilin auf eine ITO-Anode, wobei eine organische lumineszierende Vorrichtung erzeugt wird. Es sollte ins Auge gefasst werden, dass das Ersetzen von Polyanilin mit den Salzen der vorliegenden Erfindung einen alternativen Weg zur Verfügung stellt, um organische lumineszierende Vorrichtungen zu erzeugen. Es wird angenommen, dass die Verwendung der Polyvinylsalze der vorliegenden Erfindung das Entfernen zusätzlicher Schichten, wie der Anoden-, leitende Polymer-, Defekttransport-, Elektronentransport- und Katodenschichten unnötig macht, wenn lumineszente Eigenschaften gewünscht sind. Andere Verwendungen werden ebenfalls in Betracht gezogen. Eine schematische Ansicht eines organischen elektrolumineszierenden Gegenstandes, der in Übereinstimmung mit den bekannten Rotationsbeschichtungstechniken (unten beschrieben) und in Übereinstimmung mit bekannten Ablagerungsverfahren gebildet ist, ist in 8 und 9 gezeigt. Im Gegensatz hierzu wird in 7 ein Substrat gezeigt, welches nur Salze der vorliegenden Erfindung enthält, wobei die lumineszierenden Eigenschaften weiter zur Verfügung gestellt werden. Vorteile werden offensichtlich, da das Herstellungsverfahren durch das Entfernen von anderweitig erforderlichen Schichten vereinfacht wird, wenn beispielsweise organische Elektrolumineszenztechnologie verwendet wird. Weiterhin ist eine Stromversorgung nicht erforderlich, um die lumineszierenden Eigenschaften zu erhalten, wie diese in den Konfigurationen des Standes der Technik, wie beispielsweise in 9 gezeigt, erforderlich sind.
Rotationsbeschichtungstechniken und -ausrüstungen sind gut bekannt und werden durch die US-Patente Nr. 4,519,971 , 4,517,140 , 3,695,911 , 4,637,791 , 4,659,522 und 4,637,791 , welche hiermit durch Referenz in ihrer Gesamtheit einbezogen sind, exemplarisch dargestellt.
Wie in 7 gezeigt, wird eine Beschichtung 300, hergestellt in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, auf einem Substrat 302, wie Glas, abgelagert. Die im Schritt 4 des Herstellungsverfahrens verwendete Lösung oder das in wässriger Lösung suspendierte Salz wird auf ein Glassubstrat mittels Rotationsbeschichtung aufgebracht und im Wesentlichen luftgetrocknet. Es ist zu erwägen, dass der Typ des Salzes, beispielsweise das Kation, welches aus der gewählten Base resultiert, für die lumineszierenden oder fluoreszierenden Eigenschaften des Salzes vorherbestimmend sind. Es ist einzusehen, dass verschiedene Reaktionsbedingungen verändert oder Reaktanten abgewandelt werden können, um iterativ die Intensität der Lumineszenz des gebildeten Salzes zu bestimmen. Mikroskopische Objektträger, Okularlinsen und andere Glasprodukte werden beispielhaft genannt, aber nicht in der Art, um die Breite der Anwendung der lumineszierenden Salze zu beschränken. Es ist zu sehen, dass andere Schichten, die typischerweise verwendet werden, um die Substratplattform 302 zu beleuchten, nicht für die lumineszente Qualität erforderlich sind, obwohl diese angewendet werden können, falls gewünscht.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung können die vorliegenden Zusammensetzungen innerhalb eines Gaserzeugungssystems verwendet werden. Beispielsweise, wie schematisch in 2 gezeigt ist, enthält ein Fahrzeuginsassenschutzsystem, welches in bekannter Weise hergestellt wird, einen Crashsensor in elektrischer Kommunikation mit einem Airbaggasgenerator im Lenkrad und ebenso mit einer Sitzgurtanordnung. Die Gaserzeugungsmittelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können in beiden Untervorrichtungen innerhalb des umfassenderen Fahrzeuginsassenschutzsystems oder des Gaserzeugungssystems verwendet werden. Genauer gesagt, kann jeder Gasgenerator, der in einem Kraftfahrzeuggaserzeugungssystem verwendet wird, eine Gaserzeugungsmittelzusammensetzung wie hierin beschrieben enthalten.
Die Zusammensetzungen können durch Trocken- oder Feuchtmischen unter Verwendung im Stand der Technik bekannter Methoden hergestellt werden. Die verschiedenen Bestandteile werden im Allgemeinen in partikulärer Form bereitgestellt und gemischt, um eine einheitliche Mischung mit den anderen Gaserzeugungsmittelbestandteilen zu bilden. Die Mischung wird dann pelletiert oder in einer im Stand der Technik bekannten sicheren Art und Weise in andere gebräuchliche Formen gebracht. Bevorzugte Gaserzeugungsmittelzusammensetzungen enthalten 60–95 Gewichts-% phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat (10–15% KNO3) und 5–40 Gewichts-% eines Nichtmetall-Poly(c-vinyltetrazols). Eine bevorzugte Gaserzeugungsmittelzusammensetzung enthält 85 Gewichts-% phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat und 15 Gewichts-% Ammoniumpoly(c-vinyltetrazol). Eine stärker bevorzugte Gaserzeugungsmittelzusammensetzung enthält etwa 8% Ammoniumpoly(c-vinyltetrazol), etwa 11% Diammoniumsalz von 5,5'-bis-1H-tetrazol und etwa 81% phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat.
Es ist anzumerken, dass alle Prozentangaben, die hierin gemacht werden, Gewichtsprozente sind, die auf dem Gesamtgewicht der Gaserzeugungsmittelzusammensetzung bezogen sind. Die hierin beschriebenen Chemikalien können von Firmen, wie beispielsweise Aldrich Chemical Company und Polysciences Inc. bezogen werden.
Wie in 1 gezeigt, enthält ein beispielhafter Gasgenerator ein Doppelkammerdesign, um die Kraft der Entfaltung eines assoziierten Airbags anzupassen. Im Allgemeinen kann ein Gasgenerator, der ein primäres Gaserzeugungsmittel 12 und eine Selbstzündungszusammensetzung 14 enthält, die wie hierin beschrieben gebildet sind, durch im Stand der Technik bekannt Art und Weise hergestellt werden. Die US-Patente mit den Nr. 6,422,601 , 6,805,377 , 6,659,500 , 6,749,219 und 6,752,421 exemplifizieren typische Airbaggasgeneratordesigns und sind jeweils hierin durch Referenz in ihrer Gesamtheit einbezogen.
Unter Bezugnahme nun auf 2 kann der oben beschriebene exemplarische Gasgenerator 10 ebenso in ein Airbagsystem 200 inkorporiert sein. Airbagsystem 200 umfasst wenigstens einen Airbag 202 und einen Gasgenerator 10, der eine Gaserzeugungsmittelzusammensetzung 12 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung enthält und an Airbag 202 gekoppelt ist, um eine Fluidkommunikation mit dem Inneren des Airbags zu ermöglichen. Airbag 202 kann ebenso einschließen (oder damit in Kommunikation stehen) einen Crasheventsensor 210. Crasheventsensor 210 schließt einen bekannten Crashsensoralgorithmus ein, der die Betätigung des Airbagsystems 200 über beispielsweise die Aktivierung eines Airbaggasgenerators 10 im Falle einer Kollision signalisiert.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2 kann ein Airbagsystem 200 ebenso in ein weiter umfassendes Fahrzeuginsassenrückhaltesystem 180 inkorporiert sein, welches zusätzliche Elemente, wie eine Sicherheitsgurtanordnung 150, enthält. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer exemplarischen Ausführungsform eines solchen Rückhaltesystems. Sicherheitsgurtanordnung 150 umfasst ein Sicherheitsgurtgehäuse 152 und einen Sicherheitsgurt 100, der sich aus dem Gehäuse 152 heraus erstreckt. Ein Sicher heitsgurtaufrollmechanismus 154 (beispielsweise ein federbeladener Mechanismus) kann an ein Endteil des Gurtes gekoppelt sein. Zusätzlich ist ein Gurtstraffer 156, der ein Treibmittel 12 und eine Selbstzündung 14 enthält, an den Gurtaufrollmechanismus 154 gekoppelt, um den Aufrollermechanismus im Falle einer Kollision zu betätigen. Typische Sitzgurtaufrollmechanismen, welche in Verbindung mit den Sicherheitsgurtanordnungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind in den US-Patenten mit den Nummern 5,743,480 , 5,553,803 , 5,667,161 , 5,451,008 , 4,558,832 und 4,597,546 beschrieben, welche hierin durch Referenz einbezogen sind. Illustrative Beispiele von typischen Gurtstraffern, mit welchen die Sicherheitsgurtanordnungen der vorliegenden Erfindung kombiniert werden können, sind in den US-Patenten mit den Nummern 6,505,790 und 6,419,177 beschrieben, welche hierin durch Referenz einbezogen sind.
Sicherheitsgurtanordnung 150 kann ebenso enthalten (oder damit in Kommunikation stehen) einen Crasheventsensor 158 (beispielsweise einen Trägheitssensor oder einen Beschleunigungsmesser), welcher einen bekannten Crashsensoralgorithmus enthält, der die Betätigung des Gurtstraffers 156 über beispielsweise die Aktivierung eines pyrotechnischen Zünders (nicht dargestellt), der in dem Gurtstraffer inkorporiert ist, signalisiert. Die US-Patente mit den Nummern 6,505,790 und 6,419,177 , die bereits zuvor durch Referenz einbezogen waren, liefern illustrative Beispiele von Gurtstraffern, welche in dieser Art und Weise betätigt werden.
Es sollte anerkannt werden, dass die Sicherheitsgurtanordnung 150, Airbagsystem 200 und weiter umfassend das Fahrzeuginsassenschutzsystem 180 die Gaserzeugungssysteme, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen werden, beispielhaft erläutern, aber diese nicht beschränken.
HERSTELLUNGSVERFAHREN
Wie in den Beispielen 1–3 und ebenso in den Beispielen 18–21 exemplarisch dargestellt, können die Brennstoffe der vorliegenden Erfindung durch ein wasserbasiertes Verfahren zur Herstellung von Polyvinyltetrazolen, wie unten angegeben, hergestellt werden. Das wasserbasierte Verfahren umfasst die folgenden Schritte. Zunächst wird ein Pre-Polymer zur Verfügung gestellt, welches daran haftende Nitril- oder Cyanogruppen enthält. Jedes Pre-Polymer mit Cyano- oder Nitrilfunktionalität kann in der Synthese verwendet werden. Beispiele schließen ein Poly(cyanoacrylate), Poly(haloacylnitrile), worin das Halogen Fluor, Chlor, Brom oder Jod sein kann, Poly(crotonitrile), Poly(triallylcyanurate), Cellulosecyanoethylether und Poly(methacrylonitrile). Bestimmte Copolymere oder Block-Copolymere, welche Nitrilfunktionalität enthalten, werden ebenso für die Verwendung als Pre-Polymer in Betracht gezogen. Diese Copolymere umfassen Poly(butadien/acrylnitrile) und Polystyrol/acrylnitrile) sowie andere Polymermischungen mit jeder Art von Nitril enthaltenden Polymer oder Oligomer. Diese Polymere und Copolymere können von bekannten Herstellern, wie Polysciences Inc. (www.polysciences.com), gekauft werden. Ein bevorzugtes polymeres Rückgrat ist eine Polyethylenkette, obwohl andere geeignete Rückgratkonstellationen verwendet werden können. Das Nitril kann nicht Teil des Rückgrats sein und muss stets eine anhängende Gruppe sein. Weiterhin kann das Material als ein Pre-Polymer klassifiziert werden, welches eine angehängte Nitrilgruppe trägt. Das Pre-Polymer kann ebenfalls aromatischen Charakter zeigen.
Das Pre-Polymer wird dann mit einem zweiwertigen Zinkhalogenid, ZnX₂, in der Gegenwart eines Azids, wie Natrium azid, Wasser und einem Tensid umgesetzt, alles unter Druck und hoher Temperatur, um einen polymergebundenen Zinktetrazol-Organometall-Komplex zu bilden. Der Polymerzwischenproduktkomplex wird dann filtriert und von der Reaktionsmischung gewaschen und dann mittels Behandlung mit einer konzentrierten Säure in die entsprechende Tetrazolsäure überführt. Die Polytetrazolsäure kann dann durch Umsetzung mit einer geeigneten Base in ein wasserlösliches Salz umgewandelt werden. Alle Schritte dieses Verfahrens werden im Wasser durchgeführt.
Das Azid kann jedes metallisches Azid, wie beispielsweise Natriumazid, sein. Das Tensid kann im Wesentlichen jedes gebräuchliche Tensid sein. Ein exemplarisches Tensid ist Ammoniumlaurylsulfat, welches von Rhodia Inc. geliefert wird. Andere Tenside umfassen verschiedene Seifen oder Detergentien (z. B. DIAL^®), Phasentransferkatalysatoren, wie quartäre Ammoniumsalze (wie Tetrabutylammoniumbromid von Aldrich Chemical Company). Das Zinkhalogenid kann Zinkchlorid, Zinkbromid oder Zinkjodid sein. Die konzentrierte Säure kann Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure und organische Säure, wie Essigsäure, sein. Vorzugsweise kann jede Säure verwendet werden, die zu einer Polymersuspensionslösung führt, die einen pH-Wert von etwa 1–3 hat. Diese Säuren sind beispielsweise erhältlich von Aldrich Chemical Company. Die verwendeten Basen können aus der Gruppe ausgewählt sein, umfassend Ammoniumhydroxid, Hydroxylamin, Hydrazin oder jede andere geeignete Base mit einem pKb-Wert, der kompatibel ist, um ein stabiles Salz mit dem Polymer zu bilden. Diese Basen sind beispielsweise erhältlich von Aldrich Chemical Company.
Die Reaktionsbedingungen können wie folgt beschrieben werden: ein 1,0 molares Äquivalent Polyacrylnitril (beispielhaftes Pre-Polymer, Polysciences Inc.) wird mit 0,5 molaren Äquivalenten Zinkbromddihydrat (Aldrich) und 0,0025 molaren Äquivalenten Ammoniumlaurylsulfat in 28 Gewichts-% Lösung in Wasser (Rhodia) umgesetzt. Die Endmolarität, basierend auf der Menge von Polymer im Wasser, ist etwa 1,0. In einer beispielhaften Charge verwendet man 47,7 g Pre-Polymer, 64,29 g Azid, 117,41 g Zink und 2,25 ml Tensid, alle Bestandteile werden in 900 ml Wasser gemischt. Die Verhältnisse können ebenso variieren, solange ein Überschuss an Azid vorliegt und wenigstens 0,5 Äquivalente Zink zugegen sind. Die Menge an Tensid kann ebenso im Bereich von nicht mehr als 0,1 Äquivalenten und nicht weniger als 0,000001 Äquivalenten variiert werden. Die Menge an Wasser kann zwischen 5,0 molarer Lösung und einer 0,1 molaren Lösung variieren. Die Reagenzien werden in einem Druckreaktor gemischt, wobei die Reihenfolge der Zugabe der Reagenzien in den Druckreaktor variiert werden kann. Nach Zugabe aller Reagenzien wird der Druckreaktor verschlossen. Der Inhalt wird gerührt und auf 170°C erhitzt, wodurch ein Druck zwischen 80–100 psi erreicht wird. Man lässt die Mischung für einen Zeitraum von etwa 24–48 Stunden (vorzugsweise 24 Stunden) reagieren und kühlt diese dann auf Raumtemperatur ab. Der milchige Inhalt wird vorzugsweise in einem Büchnertrichter filtriert und mit einem gleichen Volumen Wasser gewaschen.
Als nächstes wird der Inhalt in etwa 1,0 bis 10,0 Litern bevorzugt 3,0 Litern, kalten Wassers (in einem Bereich von 0–24°C) dispergiert und rasch gerührt. Es wird genügend Säure hinzugefügt, um den pH-Wert der Suspension zwischen 1–3 einzustellen und die Mischung wird etwa 20 Minuten lang kontinuierlich gerührt. Die Suspension wird dann wieder unter Verwendung eines Nylonnetzes durch einen Büchnertrichter filtriert und mit einer äquivalenten Wasser gewaschen. Dies hinterlässt ein gummiartiges, feuchtes Material in dem Trichter, welches entfernt und unter Verwendung einer normalen Schere in kleine Teile geschnitten wird. Das Material wird dann in 1,0 Liter Wasser suspendiert und ein Überschuss an Ammoniumhydroxid (Aldrich) wird hinzugefügt, während die Suspension gerührt wird (wenigstens ein molares Äquivalent von Ammoniumhydroxid wird vorzugsweise verwendet und sofern erforderlich kann mehr verwendet werden).
Die Suspension löst sich langsam auf, jedoch kann Wärme zugeführt werden, um den Prozess zu beschleunigen, wobei die Temperatur zwischen 25–100°C reichen kann. Die Mischung löst sich und wird sehr viskos und das Rühren wird beendet. Die Lösung wird dann auf ein flaches Metallsieb gegossen und an der Luft getrocknet, um überschüssigen Ammoniak zu entfernen. Nachdem das Material weiterhin in einem Ofen zu einem dünnen Film getrocknet wurde, wird dieses dann mit einer Kugelmühle zu Staub zermahlen. Im Wesentlichen ist nach dem Zusatz von Ammoniumhydroxid das Produkt vollständig umgesetzt und jeder weitere nachfolgende Schritt ist lediglich Trocknen und Weiterverarbeitung des Materials.
Im Allgemeinen umfasst das Verfahren zur Bildung von Poly(tetrazol) die folgenden Schritte, wie diese im weiteren Detail oben beschrieben sind:

1. Bereitstellung eines Reaktionsgefäßes;
2. Hinzufügen von Wasser, wenigstens eines Azidsalzes, wenigstens eines Tensids, wenigstens eines zweiwertigen Zinkhalogenids und wenigstens eines Polymers enthaltend Cyano- oder Nitrilfunktionalität in das Reaktionsgefäß, wobei die Reihenfolge des Hinzufügens des Wassers, des Azidsalzes, des Tensids, des zweiwertigen Zinkhalogenids und des Polymers in das Reaktionsgefäß variiert werden kann;
3. Mischen des Inhalts des Reaktionsgefäßes zu einer flüssigen Mischung um die Mischung umzusetzen;
4. Waschen und Filtrieren des Inhalts des Reaktionsgefäßes um eine Filtrat/Wasser-Mischung zu bilden;
5. Ansäuern der Filtrat/Wasser-Mischung auf einen pH-Wert von etwa 1–3 und Rühren derselben unter Bildung eines Feststoffes in der Lösung;
6. Filtrieren der angesäuerten Filtrat/Wasser-Mischung um einen Feststoff von der angesäuerten Filtrat/Wasser-Mischung abzutrennen;
7. Suspendieren des Feststoffes in Wasser und Hinzufügen eines Überschusses einer Base wie Ammoniumhydroxid zu der Suspension während des Rührens derselben;
8. Auflösen des Feststoffes in der Base/Wasser-Mischung um eine Aufschlämmung zu bilden; und
9. Ausgießen der Aufschlämmung in einen Behälter und Trocknen der Aufschlämmung um das feste Endprodukt zu bilden.

Durch die Verwendung eines wasserbasierten Systems wird der Bedarf an teuren und möglicherweise toxischen und/oder entzündlichen organischen Lösemitteln vermieden. Die Gesamtkosten sind daher dramatisch reduziert, während zur gleichen Zeit die Sicherheit vergrößert wird. Der intermediäre Zink-Komplex wird einfach aus dem Reaktionsmedium abfiltriert und in einfacher Weise in die korrespondierende Säure überführt und dann schließlich in einfacher Weise in ein wasserlösliches Polyelektrolytsalz überführt.
Die vorliegende Beschreibung ist lediglich für illustrative Zwecke und sollte nicht verwendet werden, um die Breite der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise zu beschränken. Der Fachmann wird anerkennen, dass verschiedenen Modifikationen zu den offenbarten Ausführungsformen vorgesehen sein können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung, wie durch die anhängenden Ansprüche definiert, abzuweichen.
Zusammenfassung
Ein Polyvinyl(tetrazol) wird in einem wasserbasierten Verfahren hergestellt. Eine Gaserzeugungsmittelzusammensetzung 12, welche das Polyvinyl(tetrazol) enthält, ist innerhalb eines exemplarischen Gaserzeugers 10 enthalten. Ein Gegenstand oder ein Gaserzeugungssystem 200 enthält das Polyvinyl(tetrazol) darin. Ein Fahrzeuginsassenrückhaltesystem 180 enthält das Gaserzeugungssystem 200. Ein Gegenstand oder Substrat 300, welches eine Beschichtung 302 aufweist, die aus dem Produkt des wasserbasierten Verfahrens gebildet ist, wird ebenso beschrieben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

- www.polysciences.com [0067]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Polyvinyl(tetrazol)-Salzes umfassend die Schritte: Hinzufügen von Wasser in das Reaktionsgefäß; Hinzufügen wenigstens eines Azidsalzes in das Reaktionsgefäß; Hinzufügen wenigstens eines Tensids in das Reaktionsgefäß; Hinzufügen wenigstens eines zweiwertigen Zinkhalogenids in das Reaktionsgefäß; Hinzufügen wenigstens eines Polymers enthaltend Cyano- oder Nitrilfunktionalität in das Reaktionsgefäß, wobei die Reihenfolge des Hinzufügens von Wasser, Azidsalz, Tensid und Polymer in das Reaktionsgefäß variiert werden kann; Mischen des Inhalts des Reaktionsgefäßes zu einer flüssigen Mischung; Erhitzen des Inhalts des Reaktionsgefäßes, wobei der Inhalt des Reaktionsgefäßes reagiert; Kühlen des Inhalts des Reaktionsgefäßes; Filtrieren des Inhalts des Reaktionsgefäßes um ein Filtrat zu bilden; Waschen des Filtrats mit Wasser um eine Filtrat/Wasser-Mischung zu ergeben; Dispergieren der Filtrat/Wasser-Mischung in etwa 1,0–10 l kalten Wassers und Rühren derselben; Ansäuern der dispergierten Filtrat/Wasser-Mischung auf einen pH-Wert von etwa 1–3 und Rühren derselben; Filtrieren der angesäuerten Filtrat/Wasser-Mischung um einen Feststoff von der angesäuerten Filtrat/Wasser-Mischung abzutrennen; Waschen des Feststoffes; Suspendieren des Feststoffes in Wasser und Hinzufügen eines Überschusses an Ammoniumhydroxid zu der Suspen sion während des Rührens derselben; Auflösen des Feststoffes in der Ammoniumhydroxid-Mischung um eine Aufschlämmung zu bilden; und Ausgießen der Aufschlämmung in einen Behälter und Trocknen der Aufschlämmung um das fest Endprodukt zu bilden.
Gegenstand enthaltend ein Produkt des Verfahrens nach Anspruch 1.
Lumineszierende Zusammensetzung hergestellt durch ein Verfahren, das Verfahren die Schritte umfasst: Poly(tetrazol) umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Reaktionsgefäßes; Hinzufügen von Wasser, wenigstens eines Azidsalzes, wenigstens eines Tensids, wenigstens eines zweiwertigen Zinkhalogenids und wenigstens eines Polymers enthaltend Cyano- oder Nitrilfunktionalität in das Reaktionsgefäß, wobei die Reihenfolge des Hinzufügens des Wassers, des Azidsalzes, des Tensids, des zweiwertigen Zinkhalogenids und des Polymers in das Reaktionsgefäß variiert werden kann; Mischen des Inhalts des Reaktionsgefäßes zu einer flüssigen Mischung um die Mischung umzusetzen; Waschen und Filtrieren des Inhalts des Reaktionsgefäßes um eine Filtrat/Wasser-Mischung zu bilden; Ansäuern der Filtrat/Wasser-Mischung auf einen pH-Wert von etwa 1–3 und Rühren derselben unter Bildung eines Feststoffes in der Lösung; Suspendieren des Feststoffes in Wasser und Hinzufügen eines Überschusses einer Base zu der Suspension während des Rührens derselben; Auflösen des Feststoffes in der Base/Wasser-Mischung um eine Aufschlämmung zu bilden; und Ausgießen der Aufschlämmung in einen Behälter und Trocknen der Aufschlämmung um das feste Endprodukt zu bilden.
Gegenstand enthaltend die lumineszierende Zusammensetzung nach Anspruch 3.
Gaserzeuger enthaltend ein Produkt des Verfahrens nach Anspruch 3.
Substrat enthaltend eine Beschichtung gebildet aus einem Produkt des Verfahrens nach Anspruch 1.
Substrat enthaltend eine Beschichtung gebildet aus der lumineszierenden Zusammensetzung nach Anspruch 3.
Verfahren zur Darstellung eines an der 5-Position substituierten vinylierten Tetrazols, das Verfahren die Schritte umfassend: Bereitstellen eines Reaktionsgefäßes; Hinzufügen von Wasser, wenigstens eines Azidsalzes, wenigstens eines Tensids, wenigstens eines zweiwertigen Zinkhalogenids und wenigstens eines Polymers enthaltend Cyano- oder Nitrilfunktionalität in das Reaktionsgefäß, wobei die Reihenfolge des Hinzufügens des Wassers, des Azidsalzes, des Tensids, des zweiwertigen Zinkhalogenids und des Polymers in das Reaktionsgefäß variiert werden kann; Mischen des Inhalts des Reaktionsgefäßes zu einer flüssigen Mischung um die Mischung umzusetzen; Waschen und Filtrieren des Inhalts des Reaktionsgefäßes um eine Filtrat/Wasser-Mischung zu bilden; Ansäuern der Filtrat/Wasser-Mischung auf einen pH-Wert von etwa 1–3 und Rühren derselben; Filtrieren der angesäuerten Filtrat/Wasser-Mischung um einen Feststoff von der der angesäuerten Filtrat/Wasser-Mischung abzutrennen; Suspendieren des Feststoffes in Wasser und Hinzufügen eines Überschusses einer Base zu der Suspension während des Rührens derselben; Auflösen des Feststoffes in der Base/Wasser-Mischung um eine Aufschlämmung zu bilden; und Ausgießen der Aufschlämmung in einen Behälter und Trocknen der Aufschlämmung um das feste Endprodukt zu bilden.
Gegenstand enthaltend das Produkt dargestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 8.
Substrat enthaltend eine Beschichtung gebildet aus einem Produkt des Verfahrens nach Anspruch 8.