復合固體推進劑是燃燒時產生巨大推動力的高能混合物,由于其高能、低特征信號、優(yōu)異的低溫力學性能及安全儲存性能在航天航空鄰域得到廣泛應用。目前復合固體推進劑粘合劑一般由端羥基樹脂與多異氰酸酯組成,固化體系對潮濕氣候非常敏感,推進劑研制及生產受到季節(jié)及環(huán)境的嚴重制約。同時,一些新型的高能、低特征信號的固體填料,如硝仿肼、二硝酰胺銨(ADN)、硼粉等與端羥基粘合劑/異氰酸酯固化體系聯合制備復合固體推進劑時會出現相容性差、力學性能不佳等問題。高能與低特征信號是固體推進劑一直追隨的目標,因此高能疊氮推進劑得到了國內外許多學者的關注。疊氮基的存在即提高了粘合劑本身的能量密度,同時也增加了固化體系的極性,在一定程度上改善了與固體填料的相容性問題。本文根據點擊化學的原理,研究端炔基樹脂/疊氮固化劑粘合劑體系,旨在解決上述問題。研究的內容包括以下幾個方面。本文第二章采用核磁法對雙疊氮基化合物(BPDBA)與甲基丁炔醇(DMPC)進行了反應活性研究;分別研究了無催化條件與CuI條件下的反應速率;探索了端炔基與疊氮化合物的最優(yōu)反應條件,為端炔基樹脂/疊氮固化劑粘合劑體系確定工藝條件。結果顯示:疊氮與炔基的反應屬于二級反應;綜合考量選擇無催化條件下,60 ~o C反應7天為聚三唑粘合劑固化條件。第三章合成了端炔基聚醚/聚酯、雙炔基擴鏈劑(BEBA)、三炔基交聯劑(TMPTPE)及雙疊氮基固化劑(BPDBA),以此制備系列聚三唑彈性體;探究了不同的固化參數(Rt)、硬段含量(H%)、交聯劑含量(C%)對固化膠片力學性能的影響;進一步研究了聚三唑彈性體與增塑劑的相容性及添加增塑劑對彈性體力學性能的影響。結果表明,調控物料比,可使聚三唑彈性體的拉伸強度從0.71 MPa至5.72 MPa、斷裂伸長率從300%至720%范圍內可調;強極性增塑劑可以與其穩(wěn)定相容,并形成了高增塑彈性體。第四章以端羥基聚酯(PADG)、雙酚A、三羥甲基丙烷(TMP)及MDI為原料合成聚氨酯彈性體;按與聚三唑固化體系(疊氮與炔基)相同的配方參數制備系列聚氨酯樣品,探索了水對聚氨酯及聚三唑粘合劑固化體系的影響;并與聚三唑樣品進行力學性能和耐熱性能對比分析。實驗結果表明水對聚三唑粘合劑固化體系沒有影響;聚三唑彈性體較聚氨酯彈性體有更好的力學性能和耐熱性能;且聚三唑彈性體具有更高的碳含量,增加了粘合劑本身的能量。因此聚三唑粘合劑體系有望成為一種新型的復合固體推進劑固化體系。
【學位單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：V512;TQ433
【部分圖文】：

如圖 1.1 所示。圖 1.1 復合固體推進劑的組成示意圖1.1.2 復合固體推進劑粘合劑粘合劑是將推進劑各組分連接在一起的一類高分子彈性體，是推進劑的基體，且粘合劑性能的好壞直接影響固體推進劑的綜合性能[7-8]。因此粘合劑的發(fā)展迅速，至今出現了四次較大的突破（圖 1.2）[17]，分別是聚硫橡膠粘合劑、丁羧橡膠粘合劑（CTPB）、丁羥橡膠粘合劑（HTPB）及硝酸酯增塑聚醚聚氨酯粘合劑（NEPE）。由此可見，推進劑粘合劑體系的更新換代，促進了復合固體推進劑朝著高能及高性能方向不斷前進。聚硫橡膠是第一代復合固體推進劑的粘合劑，以液態(tài)聚硫橡膠為主體材料，輔以增粘樹脂、硫化劑等功能助劑制備而成的粘合劑[9]。由它制備的聚硫橡膠推進劑具有優(yōu)異的力學性能、工藝簡單及收縮率低等特點在當時引起極大的轟動。但

粘合劑比丁羥橡膠粘合劑的室溫力學性能存在微相分離，喪失了物理交聯點。鄧點理論定量的調節(jié)交聯網絡結構，優(yōu)化，NEPE 推進劑是主要的高能復合固體推。推進劑的能量密度，降低導彈的尾煙特合劑上，其中以聚疊氮縮水甘油醚（GAP基聚醚，主要特性是含有大量疊氮化側（-ONO2）、二氟胺基（-FN2）、氟二硝劑，也得到了相應的研究和嘗試性的應00）、增塑劑、固體填料及助劑制備的推燃燒環(huán)境，釋放出更多的能量，提高推具有一定的極性能夠改善粘合劑與填料作用力，賦予其良好力學性能；另外，隱蔽，提高生存能力。

擬用于復合固體推進劑聚三唑粘合劑固化體系研究由于這類反應具有空間及立體選擇性，因此在材料及新藥物最具有代表性反應為：（1）1, 3-偶極環(huán)加成反應；（2）狄Alder）反應。極環(huán)加成反應加成反應是 1, 3-偶極體和親偶極體（烯烴、炔烴或相應衍應，生成一個五元雜環(huán)化合物。其中以疊氮化合物與炔基應最具代表意義。它由 R. Huisgen[40]首先提出，并被稱為“擊反應的主要例子”。次年，美國化學家 K. Barry Sharpless[用疊氮化合物和乙炔衍生物在室溫下反應成功得到 1 , 4-和[46]，反應方程見圖 1.3。實驗結果發(fā)現這類反應的活化能較通常需要較長的時間才能得到目標產物。
【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 羅璇;林丹;孫玉婷;;點擊化學簡介[J];化學教育;2009年10期

2 付一政;劉亞青;蘭艷花;;端羥基聚丁二烯/增塑劑共混物相容性的分子動力學模擬[J];物理化學學報;2009年07期

3 張斌;毛根旺;王赫;王天寶;劉超;;高能復合固體推進劑的研究進展[J];材料導報;2009年07期

4 張濤;鄭朝暉;成煦;丁小斌;彭宇行;;材料科學中的點擊化學[J];化學進展;2008年Z2期

5 M.G.Finn;Hartmuth C.Kolb;Valery V.Fokin;K.Barry Sharpless;張欣豪;吳云東;;點擊化學——釋義與目標[J];化學進展;2008年01期

6 伍繼君;楊斌;馬文會;劉大春;戴永年;張廣立;翟玉春;;超細高能燃料無定形硼粉的自蔓延制備與表征[J];功能材料;2007年12期

7 張仕念;易當詳;宋亞男;李新俊;劉春和;;固體推進劑多失效模式相關的貯存可靠性評估[J];固體火箭技術;2007年06期

8 陳鴻章;王文峰;李俊篯;;Diels-Alder反應軌道作用情況研究[J];化學學報;2007年22期

9 李娟;段明;張烈輝;蔣曉慧;;點擊化學及其應用[J];化學進展;2007年11期

10 錢華;呂春緒;葉志文;;綠色硝解合成六硝基六氮雜異伍茲烷[J];火炸藥學報;2006年03期

本文編號：2869217