GAP基热塑性弹性体的合成及表征

以预聚端羟基叠氮缩水甘油醚(GAP)为软段、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO)为硬段,采用熔融预聚二步法合成了一种高能低敏感发射药使用的含能热塑性聚氨酯弹性体(ETPE)。确定了反应时间为2 h,熟化时间为3 d。采用红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、差示扫描量热(DSC)、力学性能测试、动态热机械分析(DMA)等分析测试技术对ETPE的性能进行了表征。结果表明,当—NCO/—OH物质的量比(R值)为0.98,硬段质量百分含量为40%时,热塑性弹性体的抗拉强度为6.12 MPa,延伸率为71%;在所得ETPE中添加含能增塑剂双(2,2-二硝基丙基)缩甲醛/缩乙醛(BDNPF/A)后,延伸率有所下降。

PBT弹性体力学性能及低温脆性研究

采用一步法制备了热固性3,3-双(叠氮甲基)环氧丁烷-四氢呋喃共聚醚(PBT)弹性体,并对其氢键结构、应力-应变关系和动态力学性能及低温脆性进行了研究。结果表明,合成的PBT弹性体拉伸强度和断裂伸长率在DEG羟基含量为35%、R=0.97时,可达2.51 MPa和1 274%,玻璃化温度为-34.5℃。高DEG含量的PBT弹性体脆化参数较低,与常温力学性能变化规律相反。因此,引入低温脆化参数,对PBT弹性体的性能优化具有积极意义。

聚氨酯型可自修复涂料的制备及性能研究

目的制备一种具有自修复性的涂料,评价并分析涂层的自修复机理和自修复效率。方法通过预聚体法,将聚己内酯和异佛尔酮二异氰酸酯在氮气气氛预聚后,降温加入双硫扩链剂和交联剂反应,在得到的产物中加入溶剂、消泡剂、流平剂等,得到聚酯型聚氨酯可自修复涂料。采用红外和拉曼光谱进行化学结构表征,采用百格实验和邵氏硬度计进行附着力和硬度测定,通过三维视频显微镜和拍照记录涂层在不同温度、不同损伤程度和不同厚度下的自修复时间,考察该涂层的自修复性能。采用热重分析仪对样品进行热性能表征。结果拉曼光谱中510 cm^-1处S—S键的特征峰和640 cm^-1处C—S键的特征峰清晰可见,涂料的附着力为1级,邵A硬度为73。自修复速率随温度升高而加快,自修复时间从室温下300 min,缩短至100℃下5 min,不同厚度和不同损伤程度涂层的自修复能力不同。热重分析表明,该涂层的热稳定性随交联程度的增加而提高,所有涂层的热分解温度都高于334.6℃。结论具有自修复功能的双硫键被成功引入聚氨酯结构中,得到的自修复涂层的硬度和热稳定性均满足常规使用要求,该涂层的自修复能力受修复温度、涂层厚度和损伤程度的影响明显。

PMMA/PEG-TPE半互穿网络聚合物的力学性能

为提高聚乙二醇聚氨酯弹性体(PEG-TPE)的力学性能,探索了引入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)合成PMMA/PEG-TPE半互穿网络聚合物(S-IPN)的方法。采用动态热机械分析(DMA)研究了PMMA/PEG-TPE试样的玻璃化转变温度、损耗角正切和储能模量的变化规律。结果表明,PMMA的引入使S-IPN的拉伸强度大幅提高,从PEG-TPE的3.75 MPa提高到PMMA/PEG-TPE(70/30)的26.3 MPa,但S-IPN的断裂伸长率大幅下降。

随机方向法赋初值求火药燃烧产物的平衡组成

提出通过随机方向法由计算机赋初值求燃烧产物平衡组成的改进吉布斯自由能法。讨论了影响随机方向法求解初值个数和区间选取的因素。用改进法和原吉布斯自由能法计算了肼和氧的燃烧产物。结果表明,二者结果相同。改进算法具有算法简单、计算收敛、符合约束条件的初值完全由计算机生成的优点。

GAP基自修复粘结剂的制备及性能

为了延长粘结剂的储存寿命,采用一步法将具有可自修复性能的双硫官能团引入叠氮粘结剂中,首次合成了具有自修复性能的聚叠氮缩水甘油醚(GAP)基自修复粘结剂。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和光学显微镜对其结构和表面形貌进行表征,在此基础上,通过自修复前后拉伸强度的变化,考察了不同自修复温度和不同自修复时间下的自修复效率。结果显示:合成的GAP基自修复粘结剂具有聚氨酯结构,60℃下24 h后表面裂纹基本愈合完全。提高自修复温度和延长自修复时间,均有助于提高体系的自修复效率。同时随着交联剂质量分数的增加,自修复效率先提高后降低,其中交联剂质量分数为8%的配方,自修复效率可达98.2%,相对于自修复效率为61.7%的对比样,表明双硫官能团的引入能够提高体系的自修复效率。

硬段结构对3,3-双(叠氮甲基)环氧丁烷-四氢呋喃共聚醚弹性体力学性能的影响

以3,3-双(叠氮甲基)环氧丁烷-四氢呋喃共聚醚(PBT)为软段,不同异氰酸酯和扩链剂为硬段,以一步法合成了不同硬段结构的聚氨酯弹性体。采用广角X射线衍射对其结构进行表征,表明刚性扩链剂(SR)制备的弹性体衍射峰强度比柔性扩链剂(DEG)制备的弹性体强,表明其硬段排列较规整。进一步采用常温拉伸、高温蠕变和低温动态力学分析等手段对其进行了不同温度的力学性能测试,结果显示SR扩链后弹性体拉伸强度达到5.36 MPa,较DEG扩链弹性体的2.29 MPa有很大提高,初始分解温度前者(208℃)也高于后者(198℃),高温蠕变量也从90.1%降到39.7%;与扩链剂相比,异氰酸酯结构对力学性能的影响较小,由包含对称结构的甲苯二异氰酸酯(TDI)固化的弹性体拉伸强度(5.36 MPa)比4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)固化的弹性体(3.16 MPa)高,低温和高温性能相差不大。

基于6014铝合金汽车引擎盖的冲压预成形—磁脉冲渐进校形工艺机理研究

本文建立了6014铝合金汽车引擎盖冲压模型、回弹模型和磁脉冲校形模型。对校形过程中板件变形行为和变形历史进行研究,分析磁脉冲校形的成形机理。结果表明,校形工艺的成形过程中,板件发生了剧烈的碰撞,随后在电磁力和反弹力的双重作用下发生多次“碰撞-反弹”的震荡现象;碰撞引起了最大剪应力的突变,震荡现象又使板件的应力得到重新分配,进而实现了精准校形。

偏苯三酸酐酰氯的合成及其氯质量分数的快速测定

以氯化亚砜及偏苯三酸酐为原料合成了偏苯三酸酐酰氯。考察了试剂、醇解时间、硝酸用量及氢氧化钠浓度等条件对氯质量分数的影响,并用容量法测定了氯质量分数。适宜的合成条件为:反应温度70℃,反应时间10 h,经萃取,重结晶得产物,收率95．1%。并用熔点法和红外光谱对目标化合物结构进行了确证。

热可逆自修复聚合物研究进展

自修复聚合物是一类可利用自身结构内部的可逆反应或者大分子扩散来完成对微裂纹自修复的物质。在众多的自修复方式中,热刺激是最快捷和应用最多、最广的方式。针对目前火药的加工条件,结合近年来自修复聚合物的研究状况,对60℃以下通过热刺激响应实现自修复,且具有一定力学强度的聚合物黏结剂材料进行综述。自修复聚合物主要分为动态共价键自修复和基于非共价键的超分子自修复,分别对其自修复机理、制备方法和目前的研究进展进行了阐述,为其在含能材料中的应用提供参考。

齿科光固化胶粘剂的研究进展

介绍了齿科光固化胶粘剂的特征、固化机理和组成,重点阐述了复合树脂为基质胶粘剂的发展,并对齿科光固化胶粘剂的研究趋势作了展望。

4-甲基丙烯酸氧乙基偏苯三酸酐酯的合成

用酰氯法在70℃下通过分批加料,反应12 h合成偏苯三酸酐酰氯(TMAC),研究了其反应机理,通过测定其氯含量证明产率达95%以上;并进一步在冰浴中合成出了4-甲基丙烯酸氧乙基偏苯三酸酐酯(4-META),通过对吡啶、溶剂用量及反应时间的考察,得出最佳反应条件n(偏苯三酸酐酰氯)∶n(甲基丙烯酸羟乙酯)∶n(吡啶)=1∶1∶1.05,测得其熔点是95℃,并用IR分析了物质结构表征。

组分迁移特性表征方法的探索

通过研究水、乙醇和卡托辛在HTPB和PEG-TPU 2种材料中的渗透汽化通量,分析了这一参量和组分扩散特性之间的关系,并对其作为组分迁移特性表征方法的可能性进行了探讨。初步研究表明,不同组分在HTPB-1衬层中的渗透通量各不相同,渗透通量依次为乙醇>水>卡托辛,但渗透通量都随测试温度的提高而增加。水在PEG-TPU中的渗透通量远大于HTPB中的渗透通量,据此可为衬层材料的选择提供一定参考。

P(MMA/EA)/PEG-TPE半互穿网络聚合物的合成

为提高聚甲基丙烯酸甲酯/聚乙二醇聚氨酯(PMMA/PEG-TPE)半互穿网络聚合物的相容性,探索了在PEG-TPE中将甲基丙烯酸甲酯(MMA)与丙烯酸乙酯(EA)共聚形成P(MMA/EA)/PEG-TPE半互穿网络聚合物(S-IPN)。红外光谱和核磁共振氢谱分析表明丙烯酸酯基本反应完全,PEG-TPE的单体转化率达到89%;动态热机械分析(DMA)显示P(MMA/EA)/PEG-TPE的玻璃化转变温度峰较同组成比例的PMMA/PEG-TPE内移,甚至在组成比为10/90,30/70的体系中形成了单一的玻璃化转变峰,且扫描电镜(SEM)中表面形貌也变得较柔顺,表明体系的相容性和互穿程度进一步提高。

UV固化涂料的研究进展

概述了UV固化涂料的基本反应及组成,介绍了近年来紫外光固化体系中光敏预聚体的研究进展。认为开发水性紫外光固化涂料、紫外光固化粉末涂料是目前紫外光固化涂料的发展趋势。介绍了光固化涂料的应用情况。

控制系统信号流程图一般简化规则的进一步简化

对控制系统信号的流程图的简化规则进行了进一步简化,对其中的规则进行合并,并通过例子证明了该简化规则的可行性。

GAP/MDI/DEG含能热塑性弹性体的合成与性能

以一缩二乙二醇(DEG)为扩链剂采用熔融预聚二步法合成了一种聚叠氮缩水甘油醚(GAP)基含能热塑性聚氨酯弹性体(GAP/MDI/DEG-ETPE)。采用凝胶渗透色谱(GPC)、红外光谱(FT-IR)、动态热机械分析(DMA)、X射线衍射(XRD)分析和力学性能测试技术对合成的ETPE进行了性能表征。结果表明,当-NCO/-OH摩尔比(R值)为0.98,后熟化条件为30℃1d,90℃3d,硬段质量分数为35%时,ETPE的数均相对分子质量为84530,重均相对分子质量为202400,分散指数为2.39,且具有较佳的力学性能和动态力学性能,其拉伸强度为14.6MPa,断裂伸长率为414%,玻璃化温度为-29.6℃。

GAP基含能聚氨酯弹性体包覆RDX的研究

为了以较小的能量损失获得低感度的包覆RDX,采用液相沉淀法,以GAP基含能聚氨酯弹性体对RDX进行了包覆研究。通过傅立叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、差示扫描量热法(DSC)、有机元素分析、感度测试、流散性测试等方法对包覆样品进行了表征。结果表明,包覆样品颗粒表面有明显包覆层存在,颗粒流散性较包覆前有所提高,包覆度R为72.5%,包覆层质量分数为0.98%,与投料值1%基本相当;热分解峰温较包覆前有所降低;包覆样品的FTIR谱图中在2 100 cm-1附近含有明显的—N3吸收峰,且峰形尖锐;以1%GAP基聚氨酯弹性体包覆的RDX的特性落高从包覆前的25.6 cm提高到47.9 cm,增加近1倍;摩擦感度爆炸百分数从72%下降到40%。

GAP热塑性弹性体共混增韧硝化棉研究

采用溶液共混法,制得一组不同配比的聚叠氮缩水甘油醚聚氨酯弹性体(GAPE)/硝化棉(NC)共混聚合物。采用真密度仪、红外光谱、动态热机械分析仪(DMA)和万能材料拉伸试验机,对共混物性能进行表征。结果表明,GAPE/NC共混体系具有良好的相容性及低温性能。随GAPE质量分数的增加,共混体系的抗拉强度略有下降,断裂伸长率均有所提高。当GAPE质量分数为30%时,GAPE/NC共混体系的断裂伸长率达33.5%,比NC的断裂伸长率7.7%提高了近5倍。同时,DMA分析表明,此配比下共混体系的两相玻璃化温度较靠近,且活化能、低温脆化参数较低。

连杆尖锐裂解槽的脉冲YAG激光切割

对激光加工连杆裂解槽工艺进行了研究,根据材料状态、能量平衡和孔形变化,将脉冲激光加工裂解槽孔过程分为起始、准稳定破坏及收尾3个阶段;对脉宽、波形、脉冲频率、切割速度等影响裂解槽槽根半径的因素进行了分析;设计了一种新的激光脉冲波形,以满足槽根尖锐度的要求。分析及实验结果表明:长脉冲宽度与切割速度的合理匹配是获得尖锐裂解槽的关键,当脉宽取1ms,切割速度为10mm/s时,获得了根部尖锐的裂解槽。对于要求深且尖锐的裂解槽,可增加频率转化为多个长脉冲加工;当频率增加到40Hz,脉宽取0.5ms,得到的裂解槽纵横比大且根部尖锐。裂解槽形貌对比表明,对于脉宽和频率进行优化,可在加工裂解槽孔的各个阶段合理地注入能量,获得高质量的裂解槽。