端疊氮基環(huán)氧乙烷—四氫呋喃共聚醚制備工藝及其彈性體性能研究
本文關(guān)鍵詞:端疊氮基環(huán)氧乙烷—四氫呋喃共聚醚制備工藝及其彈性體性能研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:粘合劑是將推進(jìn)劑的不同組分粘合在一起,因此粘合劑性能的好壞將直接決定推進(jìn)劑的性能優(yōu)劣。疊氮類含能粘合劑由于具有能量高、放熱量大、分解不耗氧等優(yōu)勢,具有很大的發(fā)展前景。以聚醚等多元醇與異氰酸酯固化的的聚氨酯粘合劑,由于異氰酸酯與水生成二氧化碳,導(dǎo)致交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不完整。以疊氮化物和端炔化合物為代表的點擊化學(xué),具有操作簡單、對水不敏感。選擇性高、產(chǎn)率高等優(yōu)點,制備的彈性體具有良好的力學(xué)性能。(1)本文以端羥基環(huán)氧乙烷-四氫呋喃共聚醚(PET)為反應(yīng)底物,先與二氯亞砜進(jìn)行氯代反應(yīng),再與疊氮鈉反應(yīng)得到端疊氮環(huán)氧乙烷-四氫呋喃共聚醚(ATPET),并通過改變濃度、摩爾比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等反應(yīng)條件優(yōu)化氯代反應(yīng)和疊氮反應(yīng)的條件,找到適宜的合成條件。通過紅外和核磁檢測表明,疊氮基已經(jīng)完全取代端羥基;GPC測試表明,反應(yīng)前后分子量及分子量分布幾乎不變,且沒有發(fā)生斷鏈等副反應(yīng);元素分析表明N含量和理論值很接近。測試結(jié)果表明得到了得到了目標(biāo)產(chǎn)物ATPET。粘度測試表明PET和ATPET均是假塑性流體,且由于PET含有氫鍵,粘度較ATPET高。將ATPET進(jìn)行密封保存,每隔一個月進(jìn)行元素分析和核磁碳譜跟蹤測試,結(jié)果表明,ATPET很穩(wěn)定,不發(fā)生任何形式的分解,具有很好的儲存性能。(2)以氫化鈉為強堿,通過季戊四醇丙炔醚化反應(yīng)制備得到了四(2-丙炔氧基甲基)甲烷(TPOM)。核磁和紅外表明,羥基已經(jīng)被完全炔基化,HPLC-MS測定TPOM純度為97.14%。室溫條件下,有機物TPOM聚集態(tài)是一種晶體結(jié)構(gòu);其起始熱分解溫度為168℃,熱分解是三階段逐步裂解的過程。(3)以多官能度的炔基化合物為固化劑,研究了R值、官能度對ATPET點擊化學(xué)彈性體力學(xué)性能的影響。以三炔丙基胺(f=3)為固化劑,制備不同R值的聚三唑彈性體。結(jié)果表明:隨著R值的增加,彈性體的拉伸強度和彈性模量先增后減,斷裂延伸率先減后增,彈性體的力學(xué)性能和R值是拋物線的關(guān)系,且都在R=1.0時達(dá)到最值。溶脹實驗表明,在R=1.0時,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)最完整,此時具有最大的交聯(lián)密度和最小的表觀分子量。DMA測試表明在R=1.0時,具有最小的損耗因數(shù)tanδ;TG測試表明,聚三唑彈性體的失重來自于聚醚鏈,而不是三唑基團(tuán)。以TPOM為(f=4)為固化劑,ATPET為粘合劑,制備不同R值的彈性體,在R=1.1時斷裂延伸率最低,拉伸強度和彈性模量最高。溶脹實驗表明,在R=1.1時,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)最完整。
【關(guān)鍵詞】:端疊氮環(huán)氧乙烷-四氫呋喃共聚醚 四(2-丙炔氧基甲基)甲烷 點擊化學(xué) 聚三唑彈性體 力學(xué)性能 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】:北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:TQ430.7
【目錄】:
- 摘要5-7
- Abstract7-11
- 第1章 緒論11-24
- 1.1 聚氨酯粘合劑11-12
- 1.2 疊氮類聚醚粘合劑12-15
- 1.2.1 熱固性聚醚粘合劑12-13
- 1.2.2 熱塑性聚醚粘合劑13-15
- 1.3 點擊化學(xué)粘合劑15-22
- 1.3.1 點擊化學(xué)概述15
- 1.3.2 點擊化學(xué)類型15-21
- 1.3.3 點擊化學(xué)在彈性體中應(yīng)用21-22
- 1.4 本課題研究思路及意義22-24
- 第2章 端疊氮基聚醚合成24-46
- 2.1 ClPET合成25-36
- 2.1.1 實驗部分25-26
- 2.1.2 結(jié)果與討論26-35
- 2.1.3 小結(jié)35-36
- 2.2 ATPET合成36-42
- 2.2.1 實驗部分36-37
- 2.2.2 結(jié)果與討論37-42
- 2.2.3 小結(jié)42
- 2.3 ATPET儲存性能42-44
- 2.3.1 實驗部分42-43
- 2.3.2 結(jié)果與討論43-44
- 2.3.3 小結(jié)44
- 2.4 本章小結(jié)44-46
- 第3章 點擊化學(xué)三官能度交聯(lián)彈性體制備及性能46-55
- 3.1 實驗部分47-48
- 3.1.1 主要原料47
- 3.1.2 主要儀器47
- 3.1.3 彈性體制備47-48
- 3.1.4 溶脹實驗48
- 3.1.5 表征方法48
- 3.2 結(jié)果與討論48-54
- 3.2.1 力學(xué)性能48-51
- 3.2.2 阻尼性能51-52
- 3.2.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)52-53
- 3.2.4 熱性能53-54
- 3.3 本章小結(jié)54-55
- 第4章 點擊化學(xué)四官能度交聯(lián)彈性體制備及性能55-67
- 4.1 四-(2-丙炔氧甲基)甲烷(TPOM)合成56-61
- 4.1.1 實驗部分56-57
- 4.1.2 結(jié)果與討論57-61
- 4.1.3 小結(jié)61
- 4.2 四官能度交聯(lián)彈性體制備及性能61-65
- 4.2.1 實驗部分61-62
- 4.2.2 結(jié)果與討論62-65
- 4.2.3 小結(jié)65
- 4.3 本章小結(jié)65-67
- 結(jié)論67-69
- 參考文獻(xiàn)69-77
- 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單77-78
- 致謝78
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