中性高分子键合剂在含能增塑剂/粘合剂预聚物中相分离的介观模拟

中性高分子键合剂(NPBA)分子设计一般采用半经验、半定量的方法。为了探索更为高效的途径,根据美国专利USP 4915755所描述的NPBA应用实例,运用分子模拟软件Materials Studio软件中的MesoDyn模块,进行了3种NPBA在各种混合含能增塑剂/粘合剂预聚物中相分离的介观模拟计算。从所得NPBA/含能增塑剂/预聚物体系的有序度曲线可见,303 K(30℃)时NPBA的有序度比333 K(60℃)时的有序度大,说明低温下NPBA在含能增塑剂/预聚物中的相分离程度比高温时大,符合这些NPBA的设计初衷。此外,提高NPBA的相对分子质量、降低料浆加工温度、增大NPBA的用量均可加剧NPBA在含能增塑剂/预聚物中的相分离程度。这些计算结果可用高分子溶液的相关理论进行解释,证实介观模拟方法可以较为直观的方式检验NPBA分子设计的效果。

中性聚合物键合剂对硝胺推进剂相界面的作用

采用溶胀比测试和原位拉伸扫描电镜观测等手段 ,研究了中性聚合物键合剂 (NPBA)对硝胺填充固体推进剂界面作用的影响。结果表明 ,NPBA能在硝胺颗粒周围形成一层高模量中间相 ,有效地解决了“脱湿”问题 ,提高了推进剂的拉伸性能。

嵌段型中性键合剂与CL-20晶面的相互作用

为研究嵌段型中性键合剂与CL-20表面的相互作用,采用Materials studio软件对NPBA与CL-20进行分子模型构建,并使用Forcite模块对NPBA与CL-20构建界面模型进行动力学计算、径向函数分布计算以及自由体积计算。结果表明:嵌段型NPBA与CL-20之间存在近程的氢键、范德华力,以及远程的范德华力作用。嵌段型NPBA可以通过—COOCH_(2)CH_(2)OH基团与—COOCH_(3)基团之间的取代,以及改变—CN基团的数量来影响CL-20与NPBA之间的氢键作用和范德华力的大小,进而影响嵌段型NPBA与CL-20之间的相互作用。

NPBA的水分散聚合研究

对适用于NEPE体系的中性聚合物键合剂(NPBA)进行了水分散聚合研究。以丙烯腈(AN)、丙烯酸-β-羟乙酯(HEA)为共聚单体,合成了组成及相对分子质量可控的NPBA,并考察了各因素对聚合反应的影响。用乌氏黏度计测定产物的黏均相对分子质量,用乙酰化法测定了产物的羟基含量,元素分析仪分析了产物组成,并用IR对共聚物特征结构进行了表征。研究表明,最佳反应条件为:AN、HEA、聚乙烯醇、β-巯基乙醇、过硫酸钾、水的投料量分别为8、2、0.1、0.847、0.45、100 g,温度60℃,时间2 h,产率为82.0%,黏均相对分子质量为5200,其羟基含量为2.08 mmol/g。