GAP/PET聚氨酯粘合剂胶片的制备及其性能研究

为改善聚叠氮缩水甘油醚(GAP)推进剂的力学性能,选用链段柔软的环氧乙烷/四氢呋喃共聚醚(PET),采用三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为固化剂,与GAP制备聚氨酯粘合剂胶片.实验结果表明:在R为1.9,GAP:PET:TMP羟基比为1:1:3条件下,粘合剂胶片拉伸强度为3.29MPa,延伸率为625.07%.粘合剂胶片经硝化甘油/一缩二乙二醇二硝酸酯增塑后,其力学性能变化较大.在增塑比为0.5～2.1范围内,增塑胶片的Tg符合方程:Y=-77.60233+36.45135exp(-x/0.055019).     

双模聚氨酯交联体系的力学性能

以端羟基聚丁二烯(HTPB)、环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚(PET)以及聚叠氮缩水甘油醚(GAP)为粘合剂,多异氰酸酯(N100)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为固化剂,三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂,制备了PETS/PETL/N100、GAP/PETL/N100、GAP/PET/IPDI/TMP、GAP/HTPB/IPDI/TMP四种双模聚氨酯交联体系,研究了双模网络对聚氨酯弹性体力学性能的影响。结果表明,双模体系较之于短链单模体系,力学性能有了较大的改善。双模聚氨酯交联体系力学性能的提高主要是非仿射变形的结果,非仿射变形程度主要取决于交联点之间的氢键数。单组分固化反应速率的差异对双模体系的力学性能影响较大。     

XLDB推进剂用衬层粘合剂基础配方设计

依据相似相容原理、溶解度参数差|δ1-δ2|和抗NG迁移能力从3种粘合剂中选择出端羟基聚丁二烯(HTPB)作为交联改性双基推进剂(XLDB)用衬层的粘合剂,其交联剂为2,4-TDI,扩链剂为三乙醇胺(TEA)。通过研究扩链剂用量对HTPB力学性能的影响,确定了TEA的用量为1.6%;通过比较4种增塑剂对HTPB的增塑效果,其最佳增塑剂为癸二酸二异辛酯(DOS);研究了DOS用量对HTPB力学性能的影响,其最佳用量为5%。VST法测试推进剂和衬层的净增放气量为1.82mL,说明衬层与推进剂具有良好的相容性。     

自修复型端羟基聚丁二烯粘合剂体系的制备及性能EI北大核心CSCD

针对含能材料自修复特性需求,设计合成了2种新型化合物——端呋喃甲酯基聚丁二烯(FTPB)和三呋喃甲酯基丙烷(TFP),并进行结构表征。再以FTPB为主链、N,N'-(1,3-亚苯基)二马来酰亚胺(PDMI)为固化剂、TFP为扩链剂固化形成Diels-Alder反应体系,得到具有自修复能力和一定力学强度的粘合剂体系。利用红外光谱表征了粘合剂体系固化过程,通过特征基团峰值变化表明固化过程中Diels-Alder正反应的进行;拉伸测试和扫描电子显微镜表征了胶片的力学性能和自修复性能,结果表明在胶片产生微裂纹后能够通过热可逆过程完成修复,且测得扩链剂最佳加入量为10%的胶片拉伸强度达到1.76 MPa,修复效率为88%。     

自修复型端羟基聚丁二烯粘合剂体系的制备及性能

针对含能材料自修复特性需求,设计合成了2种新型化合物——端呋喃甲酯基聚丁二烯(FTPB)和三呋喃甲酯基丙烷(TFP),并进行结构表征。再以FTPB为主链、N,N'-(1,3-亚苯基)二马来酰亚胺(PDMI)为固化剂、TFP为扩链剂固化形成Diels-Alder反应体系,得到具有自修复能力和一定力学强度的粘合剂体系。利用红外光谱表征了粘合剂体系固化过程,通过特征基团峰值变化表明固化过程中Diels-Alder正反应的进行;拉伸测试和扫描电子显微镜表征了胶片的力学性能和自修复性能,结果表明在胶片产生微裂纹后能够通过热可逆过程完成修复,且测得扩链剂最佳加入量为10%的胶片拉伸强度达到1.76 MPa,修复效率为88%。     

侧链含氟聚氨酯透明弹性体的制备与性能研究

以侧链含氟聚醚多元醇、N220、A3050、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、扩链剂1420为主要原料,采用预聚法成功制备了侧链含氟聚氨酯透明弹性体(SC-FPU)。通过红外(FT-IR)、动态力学分析(DMA)、拉伸试验、接触角测定仪等手段分别研究了不同氟含量的侧链含氟聚氨酯弹性体的化学结构、耐热性、力学性能与表面性能。结果表明,SC-FPU弹性体具有较好的耐热性、力学性能和表面性能,氟含量对侧链含氟聚氨酯弹性体的性能影响较大。     

羟基硅油改性聚丙烯酸酯粘合剂的制备与表征

采用种子乳液聚合法制备了一种新型羟基硅油改性丙烯酸酯粘合剂,并讨论了有机硅用量对乳胶膜的耐水性和耐溶剂性的影响;比较了羟基硅油改性前后粘合剂的力学性能,通过红外光谱和透射电镜分析了改性后的粘合剂的结构和形貌.结果表明,羟基硅油改性后粘合剂的耐水性、耐溶剂性和力学性能得到改善.红外光谱分析表明,羟基硅油与丙烯酸酯以Si-O-C键结合;透射电镜分析表明,其有明显核壳结构.     

不同柔性链丙烯酸松香环氧树脂性能比较

以丙烯酸松香二缩水甘油酯(ARE)、丙烯酸松香乙二醇二缩水甘油醚(AR-EDGE)和丙烯酸松香丁二醇二缩水甘油醚(AR-BDGE)为研究对象,通过测定固化反应的凝胶时间、固化产物的耐热性、力学性能及耐溶剂性,研究了不同柔性链对松香基环氧树脂性能的影响。结果表明,松香基的稠环结构有着优异的耐热性,然而也会带来较大的脆性,需引入合适长度的柔性链。三种体系中,AR-EDGE综合性能最好,虽耐热性不及ARE,但其力学性能强于另两种体系;柔性链稍短的ARE因脆性大力学性能不好;柔性链稍长的AR-BDGE耐热性及耐丙酮性不佳,力学性能一般。     

聚四氟乙烯涂层剂成膜性能研究

聚四氟乙烯(PTFE)涂层剂用于聚苯硫醚(PPS)过滤材料整理时存在不能连续成膜并且粘结性能较差等问题,针对这一问题,在PTFE涂层剂中添加粘合剂和环氧树脂助剂,制备PTFE复合涂层剂。通过对PTFE复合涂层剂干燥后所得薄膜的力学性能、抗氧化性能以及粘结性能测试,分析粘合剂和环氧树脂对PTFE涂层剂性能的影响。结果表明:添加质量分数为20%的粘合剂和环氧树脂能使PTFE涂层剂形成连续薄膜。添加环氧树脂能增加薄膜的断裂强力,且有较好抗氧化性能。综合分析得出添加25%粘合剂/环氧树脂的PTFE复合涂层剂具有较好的粘结性能,所成薄膜有良好的力学性能和一定的抗氧化性能。     

N100基聚氨酯弹性体粘合剂的合成及表征

采用傅立叶变换红外光谱技术和力学性能测试技术对P(E-CO-T)-N100体系的预固化反应动力学及其在交联改性双基推进剂粘合剂体系中的应用进行了研究.结果显示,P(E-CO-T)-N100体系的预聚反应时间是180min,同时获得了预聚率与预聚时间的关系,预聚180min后,-NCO的转化率为80%.根据"相似相溶"原理,预聚物与推进剂的主要组分NG、DEGDN和NC的溶度参数差△δ均＜2,说明P(E-CO-T)-N100预聚物具有良好的相溶性.P(E-CO-T)-N100预聚物的加入使粘合剂体系的交联密度从1.03×10-5提高到了2.17×10-5.常温下的力学性能数据显示,P(E-CO-T)-N100预聚物上的活性-NCO与NC上的-OH进行了交联,使粘合剂体系的延伸率达到191.7%,提高了74%.     

低分子量HTPB聚氨酯弹性体的制备及其性能

为改善高固含量高聚物黏结炸药(PBX)和丁羟推进剂的工艺性能,以低分子量的端羟基聚丁二烯(HTPB)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,选用一缩二乙二醇(DEG)为扩链剂,采用二步法制备了聚氨酯弹性体。研究了催化剂用量对浆料黏度的影响,固化参数R及扩链剂用量对HTPB聚氨酯弹性体力学性能的影响。试验结果表明,当催化剂质量分数为0.004%时,适用期可达5 h;R值为1.1,DEG羟基含量占反应总羟基量的60%时,聚氨酯弹性体力学性能较好,拉伸强度达7.60 MPa,断裂伸长率达540.21%。动态力学分析(DMA)测试结果显示,低分子量HTPB聚氨酯弹性体有两个明显的玻璃化转变温度,说明样品存在明显的微相分离结构。     

固化温度及固化剂种类对模拟PBX浇注炸药力学性能的影响

测试了端羟基聚丁二烯-异佛尔酮二异氰酸酯-三苯基铋（HTPB-IPDI-TPB）和端羟基聚丁二烯-六亚甲基二异氰酸酯三聚体-亚乙基二胺（HTPB-HDI-trimer-DABCO）两种黏结剂在不同固化温度下对模拟PBX浇注炸药的力学性能的影响。实验结果表明,随着固化温度的升高,HTPB-IPDI-TPB和HTPB-HDI-trimer-DABCO制备的模拟PBX浇注炸药药柱的力学性能增强。固化剂IPDI和HDI-trimer对药柱的机械性能有较大影响,与含IPDI炸药相比,含HDI-trimer的炸药药柱的剪切强度在35 ℃增大50.27%,45 ℃增大34.30%,55 ℃增大44.83%;抗拉强度在35 ℃降低82.66%,45 ℃降低78.73%,55 ℃降低82.22%;抗压强度在35 ℃增大54.85%,45 ℃增大45.25%,55 ℃增大53.38%。HDI-trimer形成三维网状结构降低了药柱的抗拉强度。     

Effect of diisocyanates as compatibilizer on the properties of ramie/poly(lactic acid) (PLA) composites

Ramie/PLA composites with the diisocyanates as compatibilizer were fabricated by extrusion and injection molding. The influence of different diisocyanates and various diisocyanate content on the mechanical properties and thermal properties of the composites was investigated. The presence of the diisocyanates in the composites lead to the improvements in mechanical properties and thermal properties of the composites. The morphologies of fracture surface using scanning electron microscopy (SEM) provided evidence of improved interfacial adhesion between ramie and PLA from the addition of the diisocyanates. The composites containing isophorone diisocyanate (IPDI) showed the best mechanical properties. The comparison of various IPDI content showed that the composites with 1.5% IPDI could get the optimum mechanical properties, and the excess diisocyanate content resulted in the decrease in the mechanical properties of the composites. However, IPDI content had almost no effect on the crystallization and melting behavior of the ramie/PLA composites.     

超支化聚酯/端羟基聚丁二烯型聚氨酯互穿网络的固化动力学

通过傅立叶红外光谱,在不同温度下测试了端羟基聚丁二烯(HTPB)型聚氨酯和含有20 %(质量分数)第4代超支化聚酯的HTPB型聚氨酯的固化过程,探索了超支化聚酯的加入对异氰酸酯(NCO)与OH之间反应的影响.结果表明:超支化聚酯的加入对NCO与OH之间的反应有很大的促进作用,反应的活化能由28.3 kJ/mol降低到18.3 kJ/mol,反应均为二级动力学反应.     

HTPB/PTMEG/DADMT聚氨酯弹性体的动态性能

以端羟基聚丁二烯(HTPB)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI-100)为原料,二甲硫基甲苯二胺(DADMT)为扩链剂,制得聚氨酯弹性体(PUE)。采用力学性能测试、差示扫描量热(DSC)、动态力学分析(DMA)及热重分析(TG)研究了HTPB/PTMEG比值、HTPB相对分子质量对PUE性能的影响。结果表明,HTPB(羟值0.836mmol/g)/PTMEG质量比为1∶4时,PUE力学性能最佳,拉伸强度30.3MPa,撕裂强度99.8kN/m;PU0(0.8)的tanδ峰位于-56.2℃,0℃以后,tanδ值低于0.08,说明丁羟型PUE比PTMEG型具有更好的动态性能,且HTPB分子量高,动态性能好;丁羟型PUE具有更高的热稳定性。     

丁羟包覆层的黏超弹本构模型

为了准确地描述丁羟（HTPB）包覆层在有限变形下的拉伸力学特性,研究了HTPB包覆层的黏超弹本构模型。分别构建了含率相关函数的本构模型和并联式本构模型,前者由超弹模型与率相关项相乘得到,后者由超弹模型与含损伤因子的黏弹模型并联而成。进行了HTPB包覆层的单步松弛、多步松弛和不同速率的单轴拉伸试验,并将试验数据用于拟合模型参数。结果表明,HTPB包覆层对应变率极其敏感,且具有很大的延伸率,表现出明显的黏超弹特性;两种模型均能很好地预测HTPB包覆层较大形变范围内的拉伸力学性能,其中含率相关函数的模型的描述更加准确,其研究具有重要的军事意义。     

含能热塑性黏合剂的研究进展

含能热塑性黏合剂主要是指聚合物分子结构中含有能量基团的热塑性弹性体,兼具高能和热塑性弹性体特性。从含能热塑性黏合剂的结构和性能出发,重点综述了近年来GAP、AMMO、BAMO、PNIMMO、PGN基含能热塑性弹性体（ETPE）以及二氟氨基含能黏合剂的合成及其性能研究,展望了ETPE的发展趋势。     

Molecular dynamics study of the structures and properties of RDX/GAP propellant

Molecular dynamics simulations have been performed to investigate well-known energetic material cyclotrimethylene trinitramine (RDX) crystal, glycidyl azide polymer (GAP) and RDX/GAP propellant. The results show that the binding energies on different crystalline surface of RDX change in the order of (0 1 0) > (1 0 0) > (0 0 1). The interactions between RDX and GAP have been analyzed by means of pair correlation functions. The mechanical properties of RDX/GAP propellant, i.e., elastic coefficients, modulus, Cauchy pressure, and Poisson's ratio, etc., have been obtained. It is found that mechanical properties are effectively improved by adding some amounts of GAP polymer, and the overall effect of GAP on three crystalline surfaces of RDX changes in the order of (1 0 0) > (0 1 0) > (0 0 1). The energetic properties of RDX/GAP propellant have also been calculated and the results show that compared with the pure RDX crystal, the standard theoretical specific impulse (I(sp)) of RDX/GAP propellant decrease, but they are still superior to those of double base propellant.     

氟与端羟基聚丁二烯复合改性UV固化多臂型聚氨酯的合成与性能

采用甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHMA)和二乙醇胺(DEOA)自制含氟二元醇;以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二元醇(PCDL)、端羟基聚丁二烯(HTPB)、含氟二元醇、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为主要原料合成—NCO半封端线型聚氨酯;将双季戊四醇(Di-PE)加入聚氨酯体系,制备了氟与端羟基聚丁二烯复合改性UV固化多臂型聚氨酯。通过红外光谱和核磁共振对聚合物进行表征,并研究了不同含氟二元醇及端羟基聚丁二烯添加量对涂膜水接触角、吸水率、热稳定性、硬度、力学性能等的影响。测试结果表明,含氟二元醇和端羟基聚丁二烯的引入使涂膜的水接触角增加,吸水率大幅降低,热稳定性增强,硬度提高。当含氟二元醇质量分数为8%,端羟基聚丁二烯质量分数为20%时,涂膜的综合性能最佳。