低分子量HTPB聚氨酯彈性體的制備及其性能

HTPB鄧敏;肖樂勤;菅曉霞;周偉良【摘要】為改善高固含量高聚物黏結(jié)炸藥(PBX)和丁羥推動劑的工藝性能,以低分子量的端羥基聚丁二烯(HTPB)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)為主要原料,選用一縮二乙二醇(DEG)為擴鏈劑,承受二步法制備了聚氨酯彈性體.爭論了催化劑用量對漿RHTPB0.0045h;R1.1,DEG607.60MPa,540.21％.動態(tài)力學分析(DMAHTPB酯彈性體有兩個明顯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,說明樣品存在明顯的微相分別構(gòu)造.%Inordertoimprovetheprocessperformanceofpolymerbondedexplosive(PBX)withhighsolidcontentandHTPBpropellant,thepolyurethaneelastomerwaspreparedbytwo-stepmethod,usinglow-molecularweighthydroxylterminatedpolybutadiene(HTPB)andisophoronediisocyanate(IPDI)asthemainingredient,anddiethyleneglycol(DEG)aschainextender.Effectofcatalystdosageontheviscosityofslurry,andinfluenceofcuringparametersRandchainextensionagentdosageonthemechanicalpropertiesofHTPBpolyurethaneelastomerweremassfractionofcatalyst;andthepolyurethaneelastomerexhibitsgoodmechanicalpropertieswithtensilestrengthof7.60MPa,elongationof540.21％atanRvalueof1.1andDEGmassfractionof60％.Resultsofdynamicmechanicalanalysis(DMAshowthattherearetwodistinctglasstransitiontemperaturesinthelow-molecularweightHTPBpolyurethaneelastomers,whichshowsthatthesamplehasobviousmicrophaseseparationstructure.《爆破器材》【年(卷),期】2023(046)002【總頁數(shù)】5(P6-10)低分子量端羥基聚丁二烯;黏度;異佛爾酮二異氰酸酯;一縮二乙二醇;力學性能鄧敏;肖樂勤;菅曉霞;周偉良【作者單位】,210094蘇南京,210094,210094;南京理工大學化工學院江蘇南京,210094【正文語種】中文端羥基聚丁二烯(HTPB2060[1-3]。HTPB力學性能也較好，制備的固體推動劑性能更優(yōu)良。高聚物黏結(jié)炸藥(PBX)充分利用了高能炸藥的爆轟性能和高分子材料優(yōu)異的力學性能[4]，使藥劑的綜合性能遠遠[5PBX[6-8]。預聚物分子量高，導致的藥漿黏度增大，會明顯增加澆注PBXHTPB，能減小黏度[8]，這對工藝性能力學性能較差?；诖?，選用低分子量的HTPB作為預聚物，異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)為固化劑，承受二步法制備力學性能優(yōu)良的HTPB聚氨酯彈性體，既能保證良好的拉伸強度，也能保證肯定的斷裂伸長率。此外，開展其力學性能和工藝性能爭論，以期為高固PBX主要原料HTPB-11.370mmol/g1610g/mol，60℃425mPa·s；HTPB-20.704mmol/g3100g/mol，60℃時黏度1078mPa·s；IPDI，阿拉丁試劑；一縮二乙二醇(DEG)，上海凌峰化學試劑，4?(DBTDL)，配成鄰苯二甲酸二丁酯溶液備用；鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)，分析純，上海凌峰化學試劑。HTPB90℃HTPBIPDI，DBTDLN260℃下攪拌肯定時間，得到DEG，快速攪拌肯定時間，漿料澆注于聚四氟乙烯模具上，60℃60℃5d。性能測試:SNB-360℃下對漿料黏25Pa·s[9]所用的時間定為適用期。AHTS-200AD2240—2023(2023)[10]測定，樣品的邵5拉伸測試:CMT425420mm100mm/min，測試溫度為(20±2)℃3值。動態(tài)力學性能測試(DMA)TADMAQ800V7.0Build113，測試樣品的損耗角正切(tanδ)，60～90℃，頻率為1、2、5、10、20Hz3℃/min。2.1催化劑用量對漿料黏度的影響DBTDL25Pa·s適用期的長短選擇適宜的催化劑用量。1DBTDL0.004%、0.010%、0.020%、0.050%時催化劑對漿料黏度的影響。從圖1中可以看出，催化劑質(zhì)量分數(shù)為0.050%時，體系黏度快速增加，1.5h0.0202.5h；催化劑質(zhì)量分0.0103.5h0.004%時，適用期可達5.0h。由于黏合劑體系在實際應用中需要保持肯定的適用期，便于澆注成型，所0.004%時較好。HTPBHTPB徐宏等[11HTPB定時(R＝1.05HTPBσmεb10.704mmol/gHTPB-21.370mmol/gHTPB-11.22HTPB伸長率也有所提高。擴鏈劑用量對聚氨酯彈性體力學性能的影響調(diào)整聚氨酯彈性體的力學性能是聚氨酯工業(yè)中的一種常用的方法[12]。DEGIPDI彈性體構(gòu)造，從而影響彈性體的性能[3]R1.1DEGHTPB-IPDIDEG分別占總羥基的30%、40%、50%、60%、67%時，樣品標號分別為1＃、2＃、3＃、4＃、5＃。DEG22DEGDEG用，增大拉伸強度；另一方面，DEG作用下產(chǎn)生誘導結(jié)晶現(xiàn)象[13](試樣拉伸過程中發(fā)白)，有利于斷裂伸長率的提高。但是，隨著DEG含量的進一步提高，硬段含量太高，在軟段中分布的均勻性下降，過多的硬段也阻礙了大分子間的鏈段運動，使聚氨酯彈性體發(fā)硬發(fā)脆，導致斷裂伸長率下降。47.60MPa540.21%。固化參數(shù)對聚氨酯彈性體力學性能的影響RRRIPDIIPDIRDEG50%，轉(zhuǎn)變固化參數(shù)，R33RIPDI長率減小。HTPB34tanδ34。1Hz－50.01℃，硬段的玻璃化轉(zhuǎn)3tanδ所需溫度更高。HTPBDBTDL0.0045h，滿足加工性的要求。R1.1DEG60%時，力學性能較7.60MPa540.21%。HTPBPBX意義?！鞠嚓P(guān)文獻】BAICY，ZHANGXY，DAIJB，etal.WaterresistanceofthemembranesforUVcurablewaterbornepolyurethanedispersions[J].ProcessonOrganicCoatings，2023，59(4):331-336.全一武，陳慶民.聚丁二烯聚氨酯(脲)[J].高分子通報，2023(1):59-62，70QUANYW，CHENQM.Advanceinthestudiesonpolyurethane(UREA)containingpolybutadiene[J].PolymerBulletin，2023(1):59-62，70.HTPB[D].太原:中北大學，2023.CHENHG.StudyonpreparationandpropertiesofroomtemperaturecuringadhesiveforcastingHTPBelastomers[D].Taiyuan:NorthUniversityofChina，2023.宋偉冬.起爆規(guī)律網(wǎng)絡用擠注型傳爆藥爭論[D]:太原:中北大學，2023SONGWD.Studyonthesqueezingboosterexplosiveusedintheinitiatinglogicnetwork[D].Taiyuan:NorthUniversityofChina，2023.吳凱，劉玉存，劉仕瑞.PBX[J].山西化工，2023，32(2):36-39.WUexplosives[J].ShanxiChemicalIndustry2023，32(2)36-39.趙娟，徐洪濤，封雪松.黏結(jié)劑相對分子質(zhì)量對澆注PBX固化應力的影響[J].爆破器材，2023，45(2):6-10.ZHAOJ，XUHT，F(xiàn)ENGXS.Effectsofbinderwithdifferentrelativemolecularstressesofcastingpolymerbondedexplosives[J].ExplosiveMaterials，2023，45(2):6-10.陳春燕，王曉峰，李巍，等.熱固型澆注PBX力學行為的影響因素探討[J].爆破器材，2023，43(5):6-10.CHENCY，WANGXF，LIW，etal.Influencefactorsofthemechanicalbehaviorofthermosetcastingplasticbondedexplosives[J].ExplosiveMaterials，2023，43(5):6-10.陳春燕，王曉峰，高立龍，等.不同分子量HTPBTDI[J].含能材料，2023，21(6):771-776.CHENCY，WANGXF，GAOLL，etal.EffectofHTPBwithdifferentmolecularweightsoncuringkineticsofHTPB/TDIsystem[J].ChineseJournalofEnergeticMaterials，2023，21(6):771-776.HTPB-IPDI[J].現(xiàn)代化工，2023，31(z1):215-217.CHANGSJ，YANGXQ，ZHAOLK.CatalysiseffectoncuringcatalysisofHTPB-IPDIbindersystem[J].ModernChemicalIndustry，2023，31(z1):215-217.美國材料與試驗協(xié)會.用硬度計測定橡膠硬度的試驗方法:D2023—05(2023)[S].美國:美國材料與試驗協(xié)會，2023.ASTM.Standardtestmethodforrubberpropertydurometerhardness:D2023—05(2023)[S].USAASTM，2023.徐宏，任祥忠，劉劍洪，等.HTPB型聚氨酯的力學性能及其微相分別構(gòu)造[J].工程塑料應用，2023，28(4):26-28.XUH，RENXZ，LIUJH，etal.ThemechanicalproperitiesandthemicrophaseseparationstructureofHTPBpolyurethanes[J].EngineeringPlasticsApplication，2023，28(4):26-28.陳韓根，王香梅，張曉麗，等.HTPB-異氰酸酯體系固化影響因素的爭論進展[J].化學推動劑與高分子材料，2023，11(4):49-53.CHENHG，WANGXM，ZHANGXL，etal.ResearchprogressincuringinfluencefactorsofHTPB-isocyana