含能熱塑性彈性體的合成與性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)的固體推進(jìn)劑和PBX炸藥組分中,使用的非含能聚合物在組分燃燒時(shí),不會(huì)明顯地增加組分的能量釋放,不能滿足高端武器設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的要求。因此,近年來人們一直致力于含能粘合劑的研發(fā)。目前使用的含能粘合劑多為化學(xué)交聯(lián)型,與化學(xué)交聯(lián)的含能粘合劑相比,物理交聯(lián)型,即含能熱塑性彈性體具有可逆的固化過程和較低的熔融溫度,易于實(shí)現(xiàn)PBX炸藥的大批量連續(xù)化生產(chǎn),可帶來高性能PBX炸藥研制和生產(chǎn)模式的變革,且在炸藥退役時(shí)容易回收,有利于環(huán)境保護(hù)。因此開發(fā)新型

2、的含能熱塑性彈性體成為高性能固體推進(jìn)劑和PBX炸藥研究的重點(diǎn)方向之一。
　　 本論文工作分為兩個(gè)部分:第一部分為3-疊氮甲基-3-甲基氧丁環(huán)(AMMO)和3,3-雙(疊氮甲基)環(huán)氧丁烷(BAMO)的嵌段共聚物的合成與表征；第二部分為利用開環(huán)聚合和原子轉(zhuǎn)移自由基聚合相結(jié)合合成疊氮縮水甘油醚與甲基丙烯酸疊氮乙酯的嵌段共聚物:
　　 (1)分別以3-疊氮甲基-3-甲基氧丁環(huán)(AMMO)和3,3-雙(疊氮甲基)環(huán)氧丁烷(BAMO

3、)為單體,采用陽(yáng)離子開環(huán)聚合合成出相應(yīng)的端羥基均聚物PAMMO和PBAMO。然后選取合適分子量的PAMMO和PBAMO為原料,與異氰酸酯反應(yīng)合成出聚氨酯預(yù)聚體,并利用丁二醇進(jìn)行擴(kuò)鏈,合成出軟硬段含量不同的PAMMO與PBAMO的嵌段共聚物。拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著PBAMO段含量的增加,嵌段共聚物的強(qiáng)度增加,斷裂伸長(zhǎng)率降低。另外,DSC表征結(jié)果顯示PAMMO與PBAMO的嵌段共聚物為熱塑性彈性體。
　　 (2)采用陽(yáng)離子開環(huán)聚合合

4、成端羥基聚環(huán)氧氯丙烷,并通過與溴代異丁酰溴的酯化反應(yīng)得到原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)引發(fā)劑。利用該大分子引發(fā)劑引發(fā)甲基丙烯酸氯乙酯單體的ATRP聚合合成嵌段共聚物,最后通過疊氮取代反應(yīng),得到疊氮縮水甘油醚與甲基丙烯酸疊氮乙酯的含能嵌段共聚物。GPC檢測(cè)表明,端溴聚環(huán)氧氯丙烷作為大分子引發(fā)劑能有效地引發(fā)甲基丙烯酸氯乙酯單體的ATRP聚合,得到設(shè)定結(jié)構(gòu)的嵌段共聚物。FT-IR檢測(cè)表明嵌段共聚物上的氯原子能夠較容易被疊氮基團(tuán)取代,此研究為含