中性聚合物鍵合劑的設(shè)計(jì)與合成.pdf

1、80年代初出現(xiàn)的硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推進(jìn)劑，充分發(fā)揮了硝酸酯增塑劑的能量特性、聚醚聚氨酯型粘合劑低溫力學(xué)性能好的特長(zhǎng)，又采用大量的奧克托金(HMX)等固體組分，因而成為具有優(yōu)異的能量特性和低溫力學(xué)性能的一類推進(jìn)劑，代表著當(dāng)前高能固體火箭推進(jìn)劑的發(fā)展方向。然而此類推進(jìn)劑易出現(xiàn)“脫濕”現(xiàn)象，使推進(jìn)劑力學(xué)性能達(dá)不到要求。Kim C S發(fā)明的中性聚合物鍵合劑(NPBA)能明顯改善推進(jìn)劑力學(xué)性能。但隨著NEPE推進(jìn)劑不斷發(fā)展，Kim提出的鍵

2、合劑設(shè)計(jì)合成方法略顯不足。本研究旨在對(duì)NPBA設(shè)計(jì)方法進(jìn)行改進(jìn)，探索環(huán)保安全的水分散聚合法合成NPBA，并對(duì)其界面粘結(jié)性能進(jìn)行預(yù)估。 通過(guò)對(duì)Kim設(shè)計(jì)思想的分析，發(fā)現(xiàn)其把溶有NPBA的固體推進(jìn)劑的混膠溶液處理為高分子濃溶液，并采用Hildebrand溶度參數(shù)概念來(lái)計(jì)算溶液混合焓變，從而推導(dǎo)得NPBA溶解度參數(shù)判據(jù)。但NPBA只占預(yù)混藥漿體積的0.1％～1.0％，濃度處在稀溶液區(qū)間內(nèi)，采用高分子稀溶液理論處理問(wèn)題，更為合適的。在此

3、引入高分子稀溶液理論和溶解度參數(shù)極性分?jǐn)?shù)的概念，提出了新的NPBA溶解度參數(shù)判據(jù)。該判據(jù)把NPBA溶解度參數(shù)，分子量，用量與相分離臨界溫度直接聯(lián)系在了一起，并合理的解釋了Kim所提出的經(jīng)驗(yàn)值的物理意義。 對(duì)NPBA進(jìn)行了水分散聚合研究，以丙烯腈(AN)，丙烯酸-β-羥乙酯(HEA)為共聚單體，合成了組成及分子量可控的NPBA，并考察了各因素對(duì)聚合反應(yīng)的影響。用烏氏粘度計(jì)測(cè)定了產(chǎn)物粘均分子量，乙?；ǖ味óa(chǎn)物羥基含量，元素分析儀分

4、析了產(chǎn)物組成，并用IR對(duì)共聚物特征結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。研究表明，最佳反應(yīng)條件為：AN、HEA、聚乙烯醇、β-巰基乙醇、過(guò)硫酸鉀、水的投料量為8g、2g、0.1g、0.847 g、0.45g、100g，溫度60℃，時(shí)間2 h。產(chǎn)率為82.0％，粘均相對(duì)分子量為5200，其羥基含量為2.08mmol．g<'-1>。 通過(guò)測(cè)量NPBA與參比液的接觸角，計(jì)算其表面張力和極性分?jǐn)?shù)，對(duì)NPBA和HMX界面粘結(jié)性能進(jìn)行了預(yù)估，并考察了NPBA極性