PNIMMO与典型固体推进剂组分表界面作用研究

为实现聚3-硝酸酯甲基-3-甲基氧杂环丁烷(PNIMMO)在推进剂配方中的进一步应用,研究了PNIMMO与4种典型固体推进剂组分(RDX、HMX、AP及Al)之间的表界面作用。利用接触角测量仪测定了各组分与不同溶剂的接触角,进而得到了各组分的表面张力,在此基础上计算了PNIMMO与典型固体推进剂组分的界面张力和黏附功,并推测了其作用机理。结果表明:PNIMMO的表面张力较小,易于在推进剂组分表面铺展。PNIMMO与推进剂组分间的界面张力大小顺序为:γ_(SL)(PNIMMO-AP)>γ_(SL)(PNIMMO-Al)>γ_(SL)(PNIMMO-RDX)>γ_(SL)(PNIMMO-HMX)。PNIMMO与推进剂组分间的黏附功大小顺序为:W_(a)(PNIMMO-AP)>W_(a)(PNIMMO-RDX)>W_(a)(PNIMMO-HMX)>W_(a)(PNIMMO-Al)。PNIMMO与HMX粘结作用最强,与Al粘结作用最弱。与传统粘合剂HTPB相比,PNIMMO有利于改善推进剂的力学性能和流变性能。

含能黏合剂PNIMMO的合成与性能

以1,4-丁二醇（BDO）为引发剂,三氟化硼-乙醚（BF3-Et2O）为催化剂,二氯甲烷（CH2Cl2）为溶剂,3-硝酸酯甲基-3-甲基氧杂环丁烷（NIMMO）发生阳离子开环聚合得到端羟聚3-硝酸酯甲基-3-甲基氧杂环丁烷（PNIMMO）。讨论了催化剂与引发剂的摩尔比、反应温度、单体滴加速度对聚合反应的影响,得到最佳反应条件为：催化剂与引发剂的摩尔比为0.50-0.75,反应温度为10℃左右,缓慢滴加单体。用红外光谱与核磁共振碳谱对聚合物结构进行了表征。性能测试结果表明：PNIMMO的玻璃化转变温度为-24.52℃,分解焓为＋1212J/g,分解峰温为221.78℃,与N-100固化后所得的聚氨酯胶片室温下的力学性能：δ为3.5-3.7MPa,ε为260%-280%。

三嵌段PNIMMO-PCL-PNIMMO含能黏合剂的合成与表征

以聚己内酯(PCL2000)为引发剂,三氟化硼·乙醚络合物为催化剂,使3-硝酸酯甲基-3-甲基氧杂环丁烷(NIMMO)开环聚合,得到了三嵌段PNIMMO-PCL-PNIMMO含能黏合剂。采用红外光谱、核磁共振氢谱、碳谱、凝胶渗透色谱、差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TGA)对所得含能黏合剂的结构及性能进行了研究。结果表明,合成的三嵌段PNIMMO-PCL-PNIMMO含能黏合剂相对分子质量符合预期;玻璃化转变温度低,为-60℃;黏度小,20℃时为6.8Pa·s;其热稳定性性能良好,分解峰温约为216.5℃。

激光光散射法测定PNIMMO的相对分子质量及其分布

介绍了火药用黏合剂PNIMMO(端羟基聚3–硝酸酯甲基–3–甲基氧杂环丁烷)的相对分子质量及其分布测定的激光光散射法。该法以四氢呋喃为流动相,通过MZ–gel SD plus凝胶色谱柱、示差折光检测器与多角激光光散射仪联用,获得了样品的相对分子质量及其分布,并对谱图进行分析讨论。结果显示,激光光散射法不依赖于标样,可直接测定PNIMMO的相对分子质量及其分布,快速简便,结果可靠,对于PNIMMO合成工艺的改进和后处理方法的选择具有指导意义。

奥克托金粒度对聚3-硝酸酯甲基-3-甲基氧丁环基推进剂力学性能的影响

用单向拉伸实验和动态热机械分析,研究了奥克托金(HMX)粒度、粒度级配技术和键合剂(BA-663)应用对PNIMMO(聚3-硝酸酯甲基-3-甲基氧丁环)基推进剂静、动态力学性能的影响。结果表明,对HMX进行粒度级配后,PNIMMO基推进剂的力学性能优于应用单一粒度HMX的推进剂,应用键合剂BA-663后,推进剂的力学性能得到进一步改善。

含异唑啉环的含能热塑性弹性体的合成及性能研究

以聚3-硝酸酯甲基-3-甲基氧杂环丁烷(PNIMMO)和3-异氰酸丙烯为原料,二月桂酸二丁基锡为催化剂,合成端烯丙基氨酯聚3-硝酸酯甲基-3-甲基氧杂环丁烷(AUPNIMMO),将AUPNIMMO与四甲基对苯二腈氧化物(TTNO)通过缩合反应得到含异唑啉环的含能热塑性弹性体。采用傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振氢谱仪、凝胶渗透色谱仪和差示扫描量热仪对产物的结构和性能进行了研究。结果表明,含能热塑性弹性体热稳定性良好(最大热分解峰峰温217.3℃),力学性能优异,拉伸强度为4MPa,延伸率为500%。