EHTPB基黏结剂体系的低温固化

为了开发适用于PBX浇注炸药低温固化的黏结剂体系,选取环氧端羟基聚丁二烯(EHTPB)为黏结剂,用黏度增长法研究了添加二聚酸二异氰酸酯(DDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HDI trimer)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)5种固化剂在45℃条件下黏度随时间的变化规律;并在35℃下研究体系中添加不同催化剂羰基铜化合物(YKT)、二月桂酸二丁基锡(T12)、三亚乙基二胺(DABCO)、辛酸亚锡(T9)、三苯基铋(TPB)对EHTPB-DDI黏结剂体系的催化反应效果;采用恒温流变技术对EHTPB-DDI-YKT黏结剂体系的固化反应动力学进行了计算。结果表明,在45℃条件下DDI与IPDI的固化反应活性相近,可作为较为理想的固化剂;在35℃下催化剂对EHTPB-DDI固化反应速率的影响顺序为:T12>T9>DABCO>YKT>TPB,其中添加YKT时适用期为5.45 h,符合固化工艺要求;通过反应速率判断出EHTPB-DDI-YKT黏结剂体系固化反应为自催化反应,计算出该黏结剂体系的表观活化能为91.65 kJ/mol,反应级数为0.836。EHTPB-DDI-YKT黏结剂体系能够有效降低黏结剂体系的固化温度,实现EHTPB基PBX浇注炸药低温固化。

EHTPB/HMDI粘合体系催化剂的选择与固化反应动力学

通过粘度测试考察了环氧化端羟基聚丁二烯(EHTPB)/4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)粘合体系分别在4种催化剂作用下的固化反应速率,运用非等温DSC法研究了EHTPB/HMDI/T9体系的固化反应动力学,利用外推法预测了升温速率为0时的特征固化温度。结果表明:不同催化剂使粘合体系固化速率差异显著,最佳催化剂为辛酸亚锡(T9)。由Kissinger、Flynn-Wall-Ozawa及Doyle法计算得到EHTPB/HMDI/T9体系固化反应活化能分别为52.80 kJ/mol、56.99 kJ/mol及59.93 kJ/mol,由Crane法得到反应级数n=0.944,并进一步求得热力学参数ΔH=54.74 kJ/mol,ΔG=132.60 kJ/mol。该体系固化反应峰始温度171.35℃,峰顶温度181.25℃,峰止温度199.70℃,为最佳固化条件的确定提供了一定的技术参考。

EHTPB-TDI和HTPB-TDI固化反应的比较与分子模拟研究

对环氧化端羟基聚丁二烯(EHTPB)、端羟基聚丁二烯(HTPB)或EHTPB/HTPB(摩尔比1/1)与固化剂甲苯二异氰酸酯(TDI)的固化反应效果进行了比较。采用Materials Studio Modeling软件,对EHTPB固化反应机理及活化能进行了理论计算。结果表明,EHTPB-TDI体系的反应比HTPB-TDI快,具有较短的固化时间,其适用期比HTPB-TDI体系要短;EHTPB-TDI的反应活化能为364.9 k J/mol,较HTPB-TDI的活化能要小,也说明EHTPB反应活性高于HTPB。

一种改性HTPB型聚氨酯的力学性能研究

采用过氧乙酸原位法对端羟基聚丁二烯（HTPB）进行环氧化改性，制备出不同环氧值的环氧化端羟基聚丁二烯（EHTPB）。将EHTPB分别与甲苯二异氰酸酯（TDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和4，4-二环已基甲烷二异氰酸酯（H12MDI）三种异氰酸酯类固化剂以及扩链剂1，4-丁二醇（BDO）固化交联形成聚氨酯，然后对聚氨酯的力学性能进行了研究，并利用红外和扫描电镜（SEM）对其结构进行了分析。结果表明：对于产物力学性能，H12MDI是一种更好的固化剂；EHTPB环氧值最佳值控制在0．18mol·（100g）-1为好；加入扩链剂BDO可以提高产物的力学性能，BDO的最佳加入量为BDO的-OH与HTPB的-OH的摩尔比为1—2，EHTPB／H12MDI／BDO体系具备最佳的力学性能。

端羟基聚丁二烯的环氧化改性研究进展

详细介绍了端羟基聚丁二烯环氧化改性的新方法。比较了过氧甲酸原位法、过氧乙酸原位法、单过氧邻苯二甲酸原位法等几种方法的优缺点。相对于其他过氧酸原位法,过氧甲酸原位法具有工艺简单、自催化和成本低等优点,但开环几率较高,通过优化并严格控制反应条件后可得到有效改善。

环氧化端羟基聚丁二烯/H_(12) MDI型聚氨酯固化工艺的研究

采用环氧化端羟基聚丁二烯(EHTPB)与H12MDI固化交联形成聚氨酯弹性体,利用DSC外推法研究了EHTPB/H12MDI型聚氨酯固化的最佳反应温度,再通过测量固化产物的力学性能研究了其他最佳固化工艺参数,包括反应时间、固化剂H12MDI用量、EHTPB环氧值以及扩链剂BDO用量,并在相同条件下对端羟基聚丁二烯(HTPB)/H12MDI和EHTPB/H12MDI固化产物的力学性能进行了比较。结果表明,EHTPB/H12MDI固化产物具备更好的力学性能,并得到了EHTPB/H12MDI型聚氨酯弹性体的最佳固化工艺条件。

多壁碳纳米管催化剂合成环氧化端羟基聚丁二烯

采用超声法将甲基三辛基氯化铵(A336)接枝在羟基多壁碳纳米管(MWCNT)表面,制备了A336/MWCNT催化剂。用傅里叶红外光谱(FTIR)和热重分析仪(TGA)表征了其结构。研究了其催化端羟基聚丁二烯(HTPB)合成环氧化端羟基聚丁二烯(EHTPB)的反应性能。结果表明,A336成功通过氨基与羰基的配位作用接枝在MWCNT表面,A336/MWCNT催化活性好、稳定性高、区域选择性强。催化反应4h时,HTPB环化度达25%,催化剂循环利用三次,HTPB环化度无明显下降,HTPB中反式1,4—CC的反应选择性较A336催化剂提高14.4%。

硝酸酯基端羟基聚丁二烯合成、结构表征及性能评价

通过正交实验采用稀硝酸硝化环氧基端羟基聚丁二烯(EHTPB)对硝酸酯基端羟基聚丁二烯(NHTPB)进行了合成,采用FT–IR对NHTPB样品进行了结构表征,采用DSC、TGA–DTA研究了样品热稳定性,并对样品进行了撞击感度测试。测试结果表明,样品结构中存在硝酸酯基,撞击感度低,安全性能好,热稳定性良好;用户使用结果表明,样品与硝酸酯含能增塑剂相容性好,NHTPB黏合剂配方比端羟基聚丁二烯(HTPB)黏合剂配方燃速提高了2 mm/s,可满足配方使用要求。

环氧化端羟基聚丁二烯型聚氨酯材料的研制

以N,N-二(2-羟丙基)苯胺(Is)作扩链剂,以甲苯二异氰酸酯(TDI)作交联剂,合成了一种环氧化端羟基聚丁二烯(EHTPB)型聚氨酯材料。研究了环氧值、固化时间、硬软段比、固化参数和填料对材料性能的影响。结果表明,Is与EHTPB最佳摩尔比为1.54,NCO与OH最佳摩尔比为2.05,催化剂最佳用量为0.075%,填料ZnO用量为4.0%,SiO2用量为1.47%,在70℃条件下,最佳固化时间为5 d。所制备的EHTPB型聚氨酯材料的力学性能优于HTPB型聚氨酯材料。