室溫固化澆注型HTPB膠粘劑彈性體的制備及性能研究.pdf

1、端羥基聚丁二烯(HTPB)是一種遙爪型多元醇預(yù)聚物,是液體橡膠中的重要品種,本身的透明度好、粘度黏度低、耐油耐老化、低溫性能和加工性能好,它可與二異氰酸酯(甲苯二異氰酸酯(TDI),異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)等)進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)能制成各種性能良好的聚氨基甲酸酯材料,被廣泛應(yīng)用于彈性體涂料、膠粘劑等眾多領(lǐng)域中。但是由于其固化時(shí)間較長和固化溫度較高,且不加填充劑時(shí)其力學(xué)性能較差,因此,關(guān)于HTPB室溫固化和改善其彈性體力學(xué)性能,在國內(nèi)外越來

2、越受到人們的重視。
　　本文以HTPB為原料,用兩步法和一步法分別合成HTPB彈性體,通過比較兩種方法的彈性體力學(xué)性能,兩步法合成出的彈性體力學(xué)性能各種指標(biāo)均較差,所以重點(diǎn)研究一步法合成的HTPB彈性體,考查其力學(xué)性能、流變性能和固化反應(yīng)放出的固化熱,通過研究溫度、固化參數(shù)、固化劑、擴(kuò)鏈劑和催化劑等因素對(duì)HTPB彈性體力學(xué)性能、流變性能和固化熱的影響。
　　本文主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)在真空條件下,對(duì)原料進(jìn)

3、行去水。通過對(duì)一步法合成的HTPB彈性體的力學(xué)性能的考查,當(dāng)固化參數(shù)(NCO/OH)R=1.2,固化劑為TDI,擴(kuò)鏈劑為1.4-丁二醇(BDO)時(shí)可以得到力學(xué)性能較佳的彈性體,其斷裂伸長率可達(dá)968.8％,拉伸強(qiáng)度為1.55MPA,硬度為42邵A,其中三-乙氧苯基鉍(TEPB)最為適合作為其常溫催化劑。
　　(2)考查了澆注型HTPB膠粘劑彈性體的流變性能,分析了固化參數(shù)、擴(kuò)鏈劑和固化劑對(duì)彈性體流動(dòng)流平性的影響,結(jié)果表明,發(fā)現(xiàn)當(dāng)R

4、=1.5時(shí),流動(dòng)流平性較差,不適合作為體系的配比。二胺類的擴(kuò)鏈劑不適合作為體系的擴(kuò)鏈劑,且MDI不適合作為固化劑?？疾榇呋瘎┮蛩貢r(shí),發(fā)現(xiàn)只有TEPB可以測(cè)出其黏度對(duì)數(shù),而T-12和T-9作為催化劑時(shí),催化活性過大,反應(yīng)劇烈,其表觀黏度太大,無法做出其黏度對(duì)數(shù)增長曲線。當(dāng)R=1.2,固化劑為TDI,擴(kuò)鏈劑為BDO時(shí),催化劑為TEPB膠粘劑具有較好的流動(dòng)流平性,起始流動(dòng)指數(shù)n=0.98,此體系可作為澆注最佳配比。
　　(3)進(jìn)一步考查

5、一步法合成的澆注型HTPB膠粘劑彈性體固化的DSC熱分析。通過對(duì)固化時(shí)間、固化參數(shù)、固化劑、擴(kuò)鏈劑和催化劑的影響研究,當(dāng)R=1.2,固化劑為TDI,擴(kuò)鏈劑為BDO,催化劑為TEPB時(shí),體系的固化熱為25.54kJ·mol-1,且其固化峰最為尖銳,說明固化反應(yīng)速率最高。
　　綜上所述,當(dāng)配方為HTPB-TDI-BDO-TEPB時(shí),可得到力學(xué)性能,流變性能和熱性能均相對(duì)最佳的數(shù)值。且采用DSC曲線法和Kissinger動(dòng)力學(xué)分析方法,