三官能度PET对胶片和NEPE推进剂力学性能的影响

为了改进NEPE推进剂常温力学性能,研究了三官能度环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚(PET)对PET/N100胶片及NEPE推进剂力学性能的影响。结果表明,在胶片固化比R分别为1.0、1.1、1.2时,随着三官能度PET(f=3.2)在预聚物中所占质量分数的增大,胶片交联密度相应提高,最大增幅达45.69%,胶片强度随之提高,最大抗拉强度σm增幅达101%,断裂伸长率εb相应减小;三官能度PET应用于NEPE推进剂时,能有效改善推进剂常温力学性能,强度与延伸率均有所提高,当粘合剂预聚物中三官能度PET的质量分数达62.5%时,σm可达0.570 4 MPa,比空白样提高了50%以上。

端叠氮基聚醚的合成及与多炔固化剂的交联反应

依据点击化学反应原理,以端羟基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚(PET4000)和NaN3为原料经叠氮化反应得到端叠氮基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚(N3PET4000)。用FTIR、NMR、GPC对N3PET4000进行了表征。研究了N3PET4000与多炔化合物的固化反应,对不同R值的胶片力学性能进行了表征。结果表明,R值为1.0时,N3PET4000固化体系具有良好的力学性能;R值为1.1左右时形成的交联网络的交联密度最大。

端烯基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚的合成与表征

以端羟基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚(PET)和烯丙基异氰酸酯为原料,二丁基锡二月桂酸酯为催化剂,经过加成反应制备出一种含氨基甲酸酯基团的端烯基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚(AUPET);通过红外光谱、核磁共振氢谱、碳谱和凝胶渗透色谱对AUPET的结构进行了表征;采用锥板黏度计测定了其黏度;采用DSC测定了其玻璃化转变温度;通过拉伸实验测定了其与四甲基对苯二腈氧化物(TTNO)固化后所得聚异噁唑啉弹性体的力学性能。结果表明,反应后PET端羟基吸收峰完全消失,出现了烯基和氨基甲酸酯基团的特征峰,聚醚分子链未发生断裂;AUPET的玻璃化转变温度为-69.9℃,20℃时黏度为53.2Pa·s;AUPET基聚异噁唑啉弹性体室温下的拉伸强度为1.75MPa,断裂伸长率为125%,优于HTPB基聚异噁唑啉弹性体。

以混合聚醚为软段的含能热塑性聚氨酯弹性体的性能研究

采用熔融二步法合成了以聚叠氮缩水甘油醚（GAP）和聚环氧乙烷-四氢呋喃共聚物（PET）为软段,以2,2-二叠氮甲基-1,3-丙二醇和HMDI为硬段,硬段含量为55%的混合聚醚型含能热塑性聚氨酯弹性体（ETPUE）,通过FTIR、DSC、DMA及机械性能测试对该弹性体进行了结构和性能表征,发现所合成的ETPUE具有GAP含能弹性体的特征,具有明显的相分离,ETPUE中PET的引入使GAP的Tg降低,在PET含量达到软段总质量的30%时,能观察到PET的玻璃化转变,在所研究的温度范围内,所合成ETPUE没有明显的结晶。同时结果表明,ETPUE中引入PET后,硬段的Tg具有先降低后升高的规律,软段中PET的含量增加,ETPUE的拉伸强度呈现下降的趋势,断裂延伸率有升高的趋势,当软段中PET的含量达到30%~40%时,其综合性能较优。

PET/N-100黏合剂体系的交联网络结构完整性分析

用单轴拉伸测试、红外光谱、溶胀平衡法分析了端羟基环氧乙烷/四氢呋喃无规共聚醚(PET)与多官能度异氰酸酯(N-100)黏合剂胶片的力学性能、物理交联程度、交联网络结构完整性及韧性。结果表明:随着固化参数(R)值的增大,PET/N-100黏合剂胶片的交联密度逐渐增加,交联点间的链段平均分子量逐渐减小,拉伸强度和弹性模量逐渐增大,断裂伸长率逐渐减小。其交联网络完整性与氢键比例成正比,与N-100含量成反比。当R值为1.2时,PET/N-100黏合剂胶片的剪切模量校正因子D最大,交联网络结构完整性最好,力学性能较佳且韧性也最大。

聚三唑交联固体复合推进剂力学及燃烧性能研究

为了解决传统固体复合推进剂端羟基-异氰酸酯固化体系对水敏感以及与ADN,B粉等新组分不相容的问题,使用端炔基化的环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚(PTPET)-多叠氮化合物组成新的固化体系,制备了常规配方S1、含键合剂配方S2、含ADN配方S3和含B粉配方S4的复合推进剂,对其力学性能和燃烧性能进行了测试。结果表明,室温下S1~S4的拉伸强度和断裂伸长率分别为0.60MPa,15%;0.63MPa,31%;0.40MPa,24%;0.72MPa,124%。在低温(-40℃)下,S1~S4的拉伸强度和断裂伸长率分别为1.69MPa,】150%;2.10MPa,】149%;1.18MPa,】145%;2.10MPa,】149%。在高温(60℃)下,S1~S4的拉伸强度和断裂伸长率分别为0.47MPa,23%;0.49MPa,21%;0.32MPa,17%;0.57MPa,84%。S2~S4在4~8 MPa下的燃速压力指数分别为0.49,0.52,0.38。4MPa压力,Ar气气氛下,S1~S4的爆热分别为6669,6695,6350,7014kJ/kg。总结了燃速和爆热的关系方程式。

多羟基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚的合成与表征

以端羟基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚(PET)和3-羟甲基-3-甲基氧杂环丁烷为原料,三氟化硼·乙醚络合物为催化剂,经过阳离子开环聚合反应制备出多羟基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚(MHPET)。并通过红外光谱、核磁共振氢谱、碳谱和差热等手段对产物的结构及性能进行表征。结果表明:PET端羟基转化为多羟基聚醚链段,MHPET的玻璃化转变温度为-61.9℃,20℃时黏度为22.09Pa·s,与N100固化之后所得聚氨酯弹性体胶片在室温下的力学性能为拉伸强度2.58MPa,断裂伸长率121%。

端丙烯酸酯基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚的合成与表征

为了发展新型固化体系,以端羟基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚(PET)和丙烯酰氯为原料,三乙胺为催化剂,经过酰化反应制备出端丙烯酸酯基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚(APET)粘合剂,通过红外光谱、核磁共振氢谱、碳谱和凝胶渗透色谱对APET的结构进行了表征,采用锥板粘度计研究了其粘度,DSC测定了其玻璃化转变温度,考察了APET的固化行为及力学性能。结果表明,酰化反应后PET的端羟基吸收峰完全消失,出现了丙烯酸酯基团的特征峰,聚醚分子链未发生断裂,获得了目标化合物;APET的玻璃化转变温度为-67.6,20℃时粘度为11.55 Pa·s;APET不仅能与叠氮固化剂METGAP进行热固化,而且能与光引发剂TPO进行光固化,固化后的弹性体拉伸强度大于1.50 MPa,断裂伸长率大于110%,预期在3D打印复合推进剂中具有良好的应用前景。

环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚中环状齐聚物的气相色谱/质谱分析

首先将环氧乙烷 (EO) 四氢呋喃 (THF)共聚醚与二异氰酸酯反应 ,然后将未反应的环状齐聚醚 (OCE)用乙醚萃取出来。经气相色谱 /质谱 (GC/MS)联机分析 ,鉴定出 12个主要峰的结构组成 ,占总峰面积的96 42 %。

GAP/PET黏合剂体系交联网络结构研究

为改善聚叠氮缩水甘油醚(GAP)黏合剂体系的力学性能,利用环氧乙烷/四氢呋喃共聚醚(PET)对其进行共混改性。通过平衡溶胀法测定体系网络结构参数,并根据橡胶的高弹性统计理论,对其交联网络结构完整性进行判断。结果表明,随PET含量的增加,弹性体的交联密度逐渐增加,交联点间平均相对分子质量逐渐减小。PET的加入能有效改善GAP黏合剂体系交联网络结构完整性。随PET添加质量分数从0增加至30%,弹性体的网络结构校正因子从–0.038增加至0.256,最大拉伸强度从0.662 MPa增加至0.986 MPa,断裂延伸率从212.4%增加至296.1%。

反相气相色谱法研究PET聚醚黏合剂的表面性质

采用反相气相色谱技术(IGC)研究了端羟基环氧乙烷–四氢呋喃共聚醚(PET)黏合剂的表面性质。结果表明,PET的表面色散分量在323、333、343、353、363和373 K下的数值分别为42.30、41.19、40.51、39.72、38.89和38.34 kJ/mol,且随着温度升高而线性降低。实验发现,PET黏合剂表面显强的Lewis碱性,其表面Lewis酸常数Ka为0.032,碱常数为0.40。

含有氨基甲酸酯单元结构的端叠氮基环氧乙烷-四氢呋喃无规共聚醚的合成及表征

为了解决端羟基环氧乙烷-四氢呋喃无规共聚醚黏合剂的固化过程水敏感问题,以端羟基环氧乙烷-四氢呋喃无规共聚醚(PET)为母体聚合物,首先与2-氯乙基异氰酸酯经过亲核加成反应制备出一种含氨基甲酸酯基团的端氯基共聚醚中间体(ClTUPET),再通过与叠氮化钠的亲核取代反应制备得到了含有氨基甲酸酯结构单元的端叠氮基四氢呋喃-环氧乙烷无规共聚醚(ATUPET),探讨了ATUPET的合成机理;采用红外光谱、核磁共振碳谱、凝胶渗透色谱、DSC以及TGA对产物的结构和性能进行了表征。结果表明,端位羟基转化完全,成功制备出了ATUPET,该合成方法简单,收率93.98%;ATUPET的玻璃化转变温度-69.4℃,冷结晶温度-47.2℃,熔点约为-8.6℃,热分解温度大于200℃,具有良好的热稳定性。

碳纳米管共价改性环氧乙烷-四氢呋喃嵌段共聚醚的研究

以羟基化碳纳米管为交联剂,通过共价修饰的方法制得环氧乙烷-四氢呋喃嵌段共聚物基聚氨酯弹性体,并进行了相关结构表征和性能测试。透射电子显微镜图显示碳纳米管在反应后均匀的分散在聚氨酯基体中。当碳纳米管含量为0.5%(wt,质量分数)时,弹性体拉伸强度可达11.4MPa,延伸率为1110%,起始分解温度为250℃,具有良好的热稳定性。

端丙炔酯基环氧乙烷四氢呋喃无规共聚醚的合成与性能研究

为了提高端炔基反应活性,以端羟基环氧乙烷-四氢呋喃无规共聚醚(PET)为原料,通过酯化反应制备得到了端丙炔酯基环氧乙烷-四氢呋喃无规共聚醚(PTPET)。采用红外光谱、核磁、GPC与黏度测试对所得产物进行了测试与表征,基于理论计算PTPET端炔基值,并在非催化条件下制备得到聚三唑交联聚醚弹性体,对弹性体力学性能进行了初步表征。红外光谱分析表明,PTPET分子结构中端羟基吸收峰消失,同时出现丙炔酸酯基的炔基、羰基红外特征吸收峰。^(13)C-NMR分析表明,PTPET谱图中与羟基相连碳原子的共振吸收峰彻底消失,出现羰基结构中碳原子的特征共振峰,PET端基酯化反应完全。PET端基酯化并未引发聚合物断链、扩链等副反应,所得PTPET较PET具有较高的黏度。室温下,R值为1时,弹性体拉伸强度为0.89MPa,断裂伸长率为189%,力学性能良好。成功制备了数均分子量4000左右、端基转化完全、理论炔值为0.425mmol/g的端丙炔酯基聚醚,并通过无催化条件下制备弹性体证实了反应活性的提高。

交联催化剂对聚三唑聚醚弹性体性能的影响

为了研究交联催化剂2,4‑戊二酸铜‑环辛二烯复合物对弹性体性能的影响,以端炔基环氧乙烷‑四氢呋喃共聚醚(PTPET)为黏结剂,叠氮化合物为固化剂,添加质量分数为0.01%、0.02%、0.05%、0.10%交联催化剂,制备了系列聚三唑交联弹性体S1~S4,并采用红外光谱、热重分析法、平衡溶胀法、动态热机械分析法等对S1~S4进行化学结构、热稳定性、力学性能和网络结构进行表征。结果表明,PTPET弹性体较PET弹性体稳定,交联催化剂含量对S1~S4的热稳定性无影响,分解温度均在405℃附近;聚三唑交联弹性体S2网状结构最完善,力学性能最优,玻璃化转变温度T_(g)为-67.4℃。

新型环氧环己烷–环氧乙烷–四氢呋喃三元共聚醚的合成及表征

以三氟化硼乙醚（BF3·OEt2）为催化剂,1,4–丁二醇（BDO）为引发剂,甲苯为溶剂,基于阳离子开环聚合原理制备出新型环氧环己烷–环氧乙烷–四氢呋喃共聚醚。对共聚醚的合成及后处理方法进行探索,通过对配方的调整,合成出具有窄分布的一系列不同相对分子质量的产品。产品为透明黏稠液体,收率达81%左右。采用傅里叶变换红外和核磁共振方法对共聚醚的结构进行了表征。

紫外分光光度法测定端羟基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚中抗氧剂含量

采用紫外分光光度法测定了端羟基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚中抗氧剂的含量,测试条件为:检测波长282 nm,样品质量浓度4 mg/m L,放置时间5 min。其结果的相对标准偏差≤1.0%,极差≤0.002 0%。