含能粘结剂聚缩水甘油硝酸酯的合成与表征

分别以环氧氯丙烷和丙三醇为起始原料,合成了缩水甘油硝酸酯和聚缩水甘油硝酸酯,其结构经1H NMR,IR,GPC和DSC表征。

聚缩水甘油醚硝酸酯合成研究进展

聚缩水甘油醚硝酸酯是近期国外重点研究的高能固体推进剂含能粘合剂之一。介绍美国聚硫公司、英国防卫研究所和ICI炸药公司对其研究概况 。

支化聚叠氮缩水甘油醚硝酸酯的制备

为改善含能粘结剂及增塑剂的流变性与氧平衡，用聚环氧氯丙烷（PECH）、叠氮钠（NaN3）、氢氧化钠（NaOH）、在乙二醇（EG）引发下，100℃反应获得了支化聚叠氮缩水甘油醚（B-GAP），浓硝酸-20～0℃反应，将B-GAP转化为支化聚叠氮缩水甘油醚硝酸酯（B-GAPN）。研究了用反应条件控制B-GAP羟值及B-GAP与B-GAPN分子量。从B-GAP红外光谱的-OH特征峰削弱和-ONO2峰的出现，可判断合成产物为B-GAPN。

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。

聚缩水甘油硝酸酯高能增塑剂的开发与应用进展

介绍了聚缩水甘油硝酸酯高能增塑剂的性能，生产的主要技术路线与最佳的操作条件及有关进展。对现工业化运行的主要聚缩水甘油硝酸酯高能增塑剂生产工艺的技术特点进行了具体的分析和总结，阐述了国内外研究开发的现状与发展趋势，探讨了扩大应用范围的前景与市场需求。

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增塑剂的性能

为了探究聚缩水甘油醚硝酸酯增塑剂(PGNN)在含能推进剂、高聚物粘结炸药(PBX)中应用的可能性,合成了不同数均分子量的PGNN,研究了增塑剂分子量与密度、黏度、玻璃化转变温度及挥发性的关系。采用热重法(TG)研究了PGNN与推进剂、炸药主要组分的相容性,通过感度测试和运输振动试验考察了PGNN的贮运安全性。结果显示,数均分子量为523的PGNN具有较高的密度(1.43 g·cm^(-3))、较低的玻璃化转变温度(-56℃)和较低的挥发性(60℃,0.096 mg·cm^(-2)·h^(-1));PGNN与奥克托今(HMX)、高氯酸铵(AP)、黑索今(RDX)、Al等相容,安全性好,摩擦感度和撞击感度均为0,在4 h的模拟高速公路运输试验中,无燃烧、爆炸等发生。研究表明,数均分子量约500的PGNN是理想的齐聚物增塑剂。

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。

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。

PGN/ADN推进剂的燃烧性能

采用靶线法在3.0～15.0MPa压强范围内,研究了固含量、铝粉含量、二硝酰胺铵(ADN)的粒径及含量、燃速调节剂及热稳定剂对PGN/ADN推进剂燃烧性能的影响。结果表明,ADN的粒径(<450μm,450～900μm)和含量(0%～30%)增加时,PGN/ADN推进剂的燃速和压强指数均适当增加;改变Al粉含量,PGN/ADN推进剂的燃速和压强指数均无明显变化;添加适量(0.5%)燃速调节剂Fe2O3可增加推进剂的燃速并降低压强指数,添加适量(0.5%)燃速调节剂草酰胺可有效降低压强指数。添加适量稳定剂(1%)2-硝基二苯胺(2-DNPA)和N-甲基-4-硝基苯胺(MNA)可以使推进剂的压强指数分别由0.49降低到0.34和0.40。

PGN——高能量密度固体推进剂含能组分

综述了聚缩水甘油醚硝酸酯(PGN)的性能、合成方法及应用研究。PGN是一种高密度、富氧的低感度含能黏合剂,兼有黏合剂和增塑剂作用,可用于大型运载火箭洁净推进剂、少烟推进剂及钝感PBX炸药。

PGN相对分子质量及其分布测定

采用GPC-MALLS法测定了聚缩水甘油醚硝酸酯(PGN)6个窄分布标样的相对分子质量(M_r)及其分布。实验结果表明,PGN标样色谱峰峰形对称,峰窄,M_r分布均匀,分散指数D<1.12。与VPO法测定结果对照,数均分子质量(M_n)相对偏差小于6%。以窄分布PGN作标样,采用GPC法测定了PGN的M_r及其分布,获得的M_n、重均分子质量(M_w)以及分散指数与GPC-MALLS法结果基本一致,相对偏差小于4%;M_n与VPO法相对偏差小于6%。