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。

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 。

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。

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。

聚乙二醇二缩水甘油醚对PLA/PBAT共混材料相容性及性能的影响

以聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDGE)为相容剂与聚乳酸(PLA)和聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)通过转矩流变仪进行熔融共混。通过傅里叶变换全反射红外光谱仪(ATR-FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)等探究了不同含量PEDGDE对PLA/PBAT共混体系断面微观形貌、热性能、力学强度等性能的影响。结果表明,与未加PEGDGE的PLA/PBAT的共混体系相比,加入3份PEGDGE时,材料的断裂伸长率可由14.6%增加至38.9%,是PLA/PBAT的2.7倍。加入PEGDGE后,PLA/PBAT共混体系冷结晶向低温移动,且加入5份PEGDGE时,结晶度有明显提升。

多臂型端酯基聚叠氮缩水甘油醚的合成与表征

分别以丙三醇、季戊四醇为起始剂,四氯化锡为催化剂,环氧氯丙烷阳离子经开环聚合得到两种不同多臂型端羟基聚环氧氯丙烷(PECH-OH),其端羟基经酯化改性、氯甲基侧基的氯被叠氮基取代,得到两种不同多臂型GAPE。对多臂型GAPE进行傅里叶红外光谱(FT-IR)、凝胶色谱(GPC)、热失重(TG)和差示扫描量热(DSC)表征。结果表明,GAPE-3和GAPE-4的分子量分别是890和1260,玻璃化转变温度分别是-55.2℃和-53.9℃,GAPE的热分解过程为叠氮基热分解和聚醚主链热分解两个相对独立的阶段。

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。

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。

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。

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。

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。

均匀设计在聚丙二醇二缩水甘油醚型环状碳酸酯合成中的应用

以聚丙二醇二缩水甘油醚(PPGDGE)和CO_2为原料,在离子交换树脂催化剂D296的作用下,通过环加成反应合成了聚丙二醇二缩水甘油醚型环状碳酸酯(5CC-PPGDGE)。采用均匀设计法,考察了催化剂D296用量、反应时间、反应温度、反应压力以及催化剂的活化时间对PPGDGE转化率的影响。采用序贯均匀设计实验,确定了对转化率影响的主要因素,并且根据拟合回归模型得到各影响因素与转化率之间的关系,得到了最优反应条件为:催化剂用量12%(以PPGDGE质量计,下同),反应时间38 h,反应温度125℃,反应压力1.0 MPa,催化剂活化时间24 h,在该条件下PPGDGE的转化率几乎为100%,并对产物进行FTIR、~1HNMR、^(13)CNMR、GPC和TGA表征,证明得到目标产物。

GAPE增塑聚醚型热塑性聚氨酯推进剂的能量计算与分析

为研究不同端酯基聚叠氮缩水甘油醚作为增塑剂时对推进剂能量特征的影响,利用White最小自由能法原理对GAPE增塑的HTPE-PU推进剂配方进行能量特征计算。结果表明:理论比冲与特性速度随RDX含量变化曲线为抛物线型,存在最大值;推进剂的最大理论比冲和最大特性速度随增塑比的增加而增加;在增塑比相同的条件下,推进剂的最大理论比冲和最大特性速度均随GAPE中臂数的增加而下降。

聚苯胺无溶剂聚氨酯防锈涂料的研制

介绍了以蓖麻油酸改性环氧酯为含羟基树脂,以二丁胺改性1,6-己二醇二缩水甘油醚为反应性稀释剂,配合聚苯胺/凹凸棒纳米复合材料、磷钛粉、吸水剂等组成A组分,采用含—NCO基的聚氨酯预聚体为B组分,将A组分和B组分按规定比例混合均匀后涂布在金属表面即形成一种无溶剂、不含重金属的新型环境友好金属防锈涂料。

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。

GAP/N-100交联体系力学和热解机理的MD模拟

为探究聚叠氮缩水甘油醚(GAP)与多异氰酸酯(N-100)交联形成三维网状聚合物的力学性能、热分解机理和主要产物信息,采用perl语言结合分子动力学模拟软件编写了能实现GAP与N-100交联的脚本,建立了不同交联度的GAP/N-100分子模型,并预测了不同交联体系的力学性能,采用反应分子动力学对热解机理和产物进行了模拟。结果表明:通过自编脚本可以得到一系列不同交联度的交联模型,最终交联度为96.7%;随着交联度的增大,GAP/N-100体系的杨氏模量、剪切模量和体积模量均逐渐提高。GAP/N-100交联体系热解的初始分解机理为叠氮基团的脱落以及碳骨架的分解,热解反应的活化能Ea为13.411 kJ/mol,指前因子A为0.099 1/ps-1,热解的主要产物有N2、H_(2)、H_(2)O以及NH3,主要的中间产物为CH_(2)O。

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。

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。