含能黏合剂聚缩水甘油醚硝酸酯合成研究进展

聚缩水甘油醚硝酸酯(PGN)是一种高能、钝感、洁净的富氧黏合剂。从20世纪50年代开始,它就一直是国外重点研究的高能固体推进剂含能黏合剂之一,也是近年来应用于推进剂、火炸药和烟火剂中的最具应用前景的含能黏合剂。以时间为序,分3个阶段较为详细地介绍了国内外PGN合成研究进展,指出了各个时期PGN合成工艺的优缺点。

缩水甘油醚硝酸酯的合成及表征

为了改进缩水甘油醚硝酸酯(GN)的合成路线,以丙烯醇为原料,经间氯过苯甲酸环氧化后得到缩水甘油醇(GA),然后GA经硝酸/醋酐硝化后得到了GN,硝化产物GN的收率为70.2%,经过减压精馏后GN的纯度达到了98.9%。通过红外光谱、核磁共振氢谱及元素分析对产品的结构进行了表征,表明为目标化合物。确定了最佳的硝化条件:硝酸与GA的摩尔比为1.5:1.0,反应温度为-10℃,滴加完毕后立即中和终止反应。

缩水甘油醚硝酸酯合成研究

缩水甘油醚硝酸酯(GN)是合成新型含能黏合剂聚缩水甘油醚硝酸酯(PGN)的单体。介绍了几种合成GN的方法,并对其合成工艺特点进行了简要评述,其中甘油法和N2O5一步硝化法具较好的发展前景。

端环氧基聚缩水甘油醚硝酸酯的合成及固化

针对聚缩水甘油醚硝酸酯(PGN)与异氰酸酯固化反应易受环境水分影响、固化稳定性较差等问题,合成了端环氧基聚缩水甘油醚硝酸酯(e-PGN)。采用红外(IR)、核磁(NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)进行了结构表征。测试了改性前后聚合物的主要物化性能。e-PGN的玻璃化转变温度、粘度、密度、热分解温度等主要物性与PGN的主要物性相近。研究了e-PGN与几种环氧固化剂[咪唑(IMD)、邻苯二甲酸酐(PA)、N-乙基乙二胺(NEED)、异佛尔酮二胺(IPDA)等]的固化反应。结果表明,e-PGN可与IMD、PA、NEED、IPDA等在60℃/70℃下反应固化,其中以PA为固化剂时,固化物力学性能最好,拉伸强度为0.912 MPa,断裂伸长率为354%;室温贮存8个月的固化试样其力学性能基本不变。

聚缩水甘油醚硝酸酯的合成及固化

以纯度≥99.5%的缩水甘油硝酸酯(GN)为原料,采用阳离子聚合,合成了两种分子量3000左右的聚缩水甘油醚硝酸酯(PGN)粘合剂。采用红外(IR)、核磁(NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)表征了它们的结构。测试了PGN的主要性能。研究了PGN与常用异氰酸酯[多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)、改性六亚甲基多异氰酸酯(N-100)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)]的固化反应。结果表明,在催化剂二月桂酸二丁基锡(DBTDL)或三苯基铋(TPB)作用下,PGN可与PAPI、N-100、TDI、HMDI等快速反应固化。固化试样经60℃贮存60天,邵A硬度无明显下降。

聚缩水甘油醚硝酸酯研究进展

综述了一种在新一代高能航天固体推进剂、战术发动机高能低特征信号推进剂和聚合物黏结炸药(PBX)等领域中备受关注的含能聚合物黏合剂——聚缩水甘油醚硝酸酯(PGN)黏合剂的合成、性能及应用研究进展。

提高聚缩水甘油醚硝酸酯固化稳定性的方法

聚缩水甘油醚硝酸酯(PGN)具有高能、钝感、富氧等特性,是一种很有潜力的含能黏合剂,但与异氰酸酯类化合物反应固化后存在固化稳定性较差的问题,影响其使用。分析了影响PGN固化稳定性的因素,总结了提高PGN固化稳定性能的主要方法。

PGN与固体推进剂主要组分的相容性初探

用差示扫描量热仪(DSC),研究了聚缩水甘油醚硝酸酯(PGN)与奥克托今(HMX)、黑索今(RDX)、六硝基六氮杂异戊兹烷(CL-20)、1.25/1-NC/NG混合物、吉纳(DINA)等含能组分,二硝基二苯胺(2-NDPA)、1,3-二甲基-1,3-二苯基脲(C2)等惰性材料的热相互作用及其相容性。研究表明:PGN与固体推进剂含能组分HMX、RDX和CL-20的相容性都很好;且与惰性组分2-NDPA和C2同样能很好的相容;而与1.25/1-NC/NG和DINA相容性分别为轻微敏感、敏感,不能同时使用。在PGN的作用下,RDX、HMX和CL-20的分解峰温分别提前了34.5℃、35℃和36.3℃,有利于提高固体推进剂的燃速。