復(fù)合固體推進(jìn)劑是燃燒時(shí)產(chǎn)生巨大推動(dòng)力的高能混合物,由于其高能、低特征信號(hào)、優(yōu)異的低溫力學(xué)性能及安全儲(chǔ)存性能在航天航空鄰域得到廣泛應(yīng)用。目前復(fù)合固體推進(jìn)劑粘合劑一般由端羥基樹(shù)脂與多異氰酸酯組成,固化體系對(duì)潮濕氣候非常敏感,推進(jìn)劑研制及生產(chǎn)受到季節(jié)及環(huán)境的嚴(yán)重制約。同時(shí),一些新型的高能、低特征信號(hào)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(lián)合制備復(fù)合固體推進(jìn)劑時(shí)會(huì)出現(xiàn)相容性差、力學(xué)性能不佳等問(wèn)題。高能與低特征信號(hào)是固體推進(jìn)劑一直追隨的目標(biāo),因此高能疊氮推進(jìn)劑得到了國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者的關(guān)注。疊氮基的存在即提高了粘合劑本身的能量密度,同時(shí)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(wèn)題。本文根據(jù)點(diǎn)擊化學(xué)的原理,研究端炔基樹(shù)脂/疊氮固化劑粘合劑體系,旨在解決上述問(wèn)題。研究的內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面。本文第二章采用核磁法對(duì)雙疊氮基化合物(BPDBA)與甲基丁炔醇(DMPC)進(jìn)行了反應(yīng)活性研究;分別研究了無(wú)催化條件與CuI條件下的反應(yīng)速率;探索了端炔基與疊氮化合物的最優(yōu)反應(yīng)條件,為端炔基樹(shù)脂/疊氮固化劑粘合劑體系確定工藝條件。結(jié)果顯示:疊氮與炔基的反應(yīng)屬于二級(jí)反應(yīng);綜合考量選擇無(wú)催化條件下,60 ~o C反應(yīng)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(kuò)鏈劑(BEBA)、三炔基交聯(lián)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(shù)(Rt)、硬段含量(H%)、交聯(lián)劑含量(C%)對(duì)固化膠片力學(xué)性能的影響;進(jìn)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(duì)彈性體力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,調(diào)控物料比,可使聚三唑彈性體的拉伸強(qiáng)度從0.71 MPa至5.72 MPa、斷裂伸長(zhǎng)率從300%至720%范圍內(nèi)可調(diào);強(qiáng)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(shù)制備系列聚氨酯樣品,探索了水對(duì)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(jìn)行力學(xué)性能和耐熱性能對(duì)比分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明水對(duì)聚三唑粘合劑固化體系沒(méi)有影響;聚三唑彈性體較聚氨酯彈性體有更好的力學(xué)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(fù)合固體推進(jìn)劑固化體系。
【學(xué)位單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V512;TQ433
【部分圖文】：

如圖 1.1 所示。圖 1.1 復(fù)合固體推進(jìn)劑的組成示意圖1.1.2 復(fù)合固體推進(jìn)劑粘合劑粘合劑是將推進(jìn)劑各組分連接在一起的一類高分子彈性體，是推進(jìn)劑的基體，且粘合劑性能的好壞直接影響固體推進(jìn)劑的綜合性能[7-8]。因此粘合劑的發(fā)展迅速，至今出現(xiàn)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(jiàn)，推進(jìn)劑粘合劑體系的更新?lián)Q代，促進(jìn)了復(fù)合固體推進(jìn)劑朝著高能及高性能方向不斷前進(jìn)。聚硫橡膠是第一代復(fù)合固體推進(jìn)劑的粘合劑，以液態(tài)聚硫橡膠為主體材料，輔以增粘樹(shù)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(jìn)劑具有優(yōu)異的力學(xué)性能、工藝簡(jiǎn)單及收縮率低等特點(diǎn)在當(dāng)時(shí)引起極大的轟動(dòng)。但

粘合劑比丁羥橡膠粘合劑的室溫力學(xué)性能存在微相分離，喪失了物理交聯(lián)點(diǎn)。鄧點(diǎn)理論定量的調(diào)節(jié)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化，NEPE 推進(jìn)劑是主要的高能復(fù)合固體推。推進(jìn)劑的能量密度，降低導(dǎo)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(cè)（-ONO2）、二氟胺基（-FN2）、氟二硝劑，也得到了相應(yīng)的研究和嘗試性的應(yīng)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(xué)性能；另外，隱蔽，提高生存能力。

擬用于復(fù)合固體推進(jìn)劑聚三唑粘合劑固化體系研究由于這類反應(yīng)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(yīng)為：（1）1, 3-偶極環(huán)加成反應(yīng)；（2）狄Alder）反應(yīng)。極環(huán)加成反應(yīng)加成反應(yīng)是 1, 3-偶極體和親偶極體（烯烴、炔烴或相應(yīng)衍應(yīng)，生成一個(gè)五元雜環(huán)化合物。其中以疊氮化合物與炔基應(yīng)最具代表意義。它由 R. Huisgen[40]首先提出，并被稱為“擊反應(yīng)的主要例子”。次年，美國(guó)化學(xué)家 K. Barry Sharpless[用疊氮化合物和乙炔衍生物在室溫下反應(yīng)成功得到 1 , 4-和[46]，反應(yīng)方程見(jiàn)圖 1.3。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)這類反應(yīng)的活化能較通常需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能得到目標(biāo)產(chǎn)物。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2869217