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ETPE含能粘合剂国内外研究现状

时间:2019-02-20 20:07来源:毕业论文
含能热塑性弹性体(ETPE)是指结构中含有叠氮基、硝铵、硝基和二氟氨基等能量基团的热塑性弹性体(TPE),在引入含能基团后,弹性体既可保持原有的力学性能,还可以获得较高的能

含能热塑性弹性体(ETPE)是指结构中含有叠氮基、硝铵、硝基和二氟氨基等能量基团的热塑性弹性体(TPE),在引入含能基团后,弹性体既可保持原有的力学性能,还可以获得较高的能量。ETPE为ABA型或AB型嵌段共聚物,A链段在低于熔点时为晶体结构,提供了热塑性[16];B链段在低温下为无定型结构,提供了一定的韧性和低温下的力学性能。目前研究较多的有环氧丁烷叠氮共聚物类ETPE和GAP基ETPE等三类[17]。33421
(1)叠氮基取代氧丁环衍生物类ETPE
目前,此类EPTE主要有3,3-双叠氮甲基氧丁环/3-叠氮甲基-3-甲基氧丁环(BAMO/AMMO),BAMO和AMMO的均聚物PAMMO和PBAMO。对于BAMO/AMMO已有大量研究,可以采用控制聚合物结构以及聚合反应以得到不同性能的聚合物。论文网
张弛[18]等采用阳离子开环聚合法合成了一种BAMO/AMMO三嵌段共聚物,并对其进行表征。结果表明,该聚合物的分子量具有可控性,其分散指数较小,软段和硬段的相分离程度提高了弹性体的结晶性能,这可以有效提高弹性体的力学性能。沙恒等研究了BAMO分别于THF和AMMO的共聚反应,对合成两种共聚物性能分别进行表征,结果显示两者都具有较好的力学性能,热稳定性与BAMO相似。宋秀铎对BAMO/AMMO共聚物的热稳定性做了相关研究,结果表明其具有良好的热稳定性。
BAMO是一种淡黄色的液态物质,具有较高的对称性,其均聚物PBAMO具有较好的结晶性,缺点是PBAMO分子链上的叠氮甲基极性较强,主链的柔顺性较差[19],造成其力学性能较差,因此需要对其进行改性研究。现有的方法主要是通过添加AMMO、THF等物质对其进行改性,得到环氧丁烷类ETPE,这类ETPE的表征结果显示其具有良好的力学性能能和较高的分解温度。

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(2)GAP基ETPE
未来火炮的发展需求要求新一代的发射药应具有高能、低爆温、低易损性、力学性能较好和安全环保等特性,对发射药用粘合剂的要求随之提高[20]。聚叠氮缩水甘油醚(GAP)基粘合剂是目前比较成熟的一种ETPE,GAP具有顿感、高能、低易损等优点,是作为提高发射药用粘合剂能量的很好的选择,但GAP侧链带有体积较大的-CH2N3基团,增大了分子间距,减弱了分子间作用力,造成其力学性能较差,需要对其进行改性研究以满足发射药用粘合剂的强度要求。ETPE作发射药用粘合剂中固体填料的分散度会影响发射药的力学性能和燃烧性能,分散度越均匀燃烧性能便越稳定。目前主要通过研究不同的合成工艺以得到不同分子量,不同性能的GAP基ETPE类粘合剂。
ETPE的结构是一种AB型共聚物,它的结构中含量较多的软段部分在常温下是无定形的结构,能够提供良好的弹性,而结构中相对含量较少的硬段部分在常温下是晶体结构,能够提供一定的强度和力学性能,也就是说ETPE弹性体由软段和硬段交替组成,软段提供了弹性和韧性,硬段提供了一定的强度,这样的综合作用使得弹性体的强度随着硬段含量增高而增强。关于GAP基ETPE合成的现有研究中,Sylvain D和Ampleman G[21] 等用GAP、MDI、BDO以及2,4—戊二醇等合成了ETPE,Pisharath S合成了GAP/BA MO共聚物,但在这些研究中均未对ETPE的力学性能进行测试,也未涉及动态力学性能方面的研究。ETPE作发射药用粘合剂中固体填料的分散度影响着发射药的力学性能和燃烧性能,分散度越均匀,燃烧性能便越稳定。而提高固体填料分散度的均匀程度是通过控制发射药工艺条件来实现的,因此研究ETPE基发射药首先需要研究其合成工艺。
(3)GAP实际应用现状
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早在20世纪90年代,GAP就已经被列为美国国防部关键技术计划,GAP作为高能密度材料,被用于发展顿感、低特征信号和少污染的固体火箭推进剂。通过广泛深入的实验研究,研究者们已经研制出了高燃速少烟的GAP推进剂,并证明了GAP可降低或是抵消红外、紫外信号[22]。在实际引用过程中,国内外的科研工作者都在努力寻求能够改善GAP机械强度和抗老化的方法与途径。已有研究成果显示[23],一种新型的GAP多元醇可以使GAP推进剂的安定性与HTPB推进剂的安定性相当,不仅可以大大提高GAP的生产效率,而且大幅降低了成本。目前各国相继发展了性能优良的支化GAP[24],研究者们普遍认为GAP从价格和性能控制方面均优于其他类型的推进剂,作为改性GAP能够满足力学性能能和成本控制的要求,收到广泛关注。 ETPE含能粘合剂国内外研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20190220/30523.html
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