【碩士】用于PBX的偶聯(lián)劑及聚氨酯粘結(jié)劑研究

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　　【碩士】用于PBX的偶聯(lián)劑及聚氨酯粘結(jié)劑研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：四川大學(xué)　　學(xué)位年度：2007　　高聚物粘結(jié)炸藥(PBX)是目前廣泛使用的一類復(fù)合炸藥，TATB(1，3，5．三氨基-2，4，6-三硝基苯)是一種鈍感、高能單質(zhì)炸藥，以TATB為基的PBX應(yīng)用十分廣泛。但由于其極強(qiáng)的分子內(nèi)和分子問氫鍵作用，使其表面能很低，難于粘結(jié)。氟聚物是通常用于TATB基PBX的粘結(jié)劑，其分子間凝聚力低，表面自由能極低，難于被液體或固體浸潤或粘著，嚴(yán)重影響其與填料、或其它聚合物間的界面相容性及其共混復(fù)合材料的性能。本文研究制備了含硼偶聯(lián)劑以提高氟聚物腳界面作用和粘合強(qiáng)度；另一方面，對熱塑性聚氨酯彈性體(11PU)合成、分子結(jié)構(gòu)參數(shù)對其力學(xué)性能、阻尼性能影響規(guī)律性進(jìn)行研究，獲得了具有優(yōu)異力學(xué)性能、阻尼性能和粘結(jié)性能，適于PBX的高性能粘結(jié)劑，有效提高了PBX的機(jī)械性能，降低感度，提高其安定性?！　? 通過分子設(shè)計(jì)，研究制備了一系列含硼偶聯(lián)劑，利用硼原子與含氟聚合物中氟原子形成良好的配位鍵作用，并在偶聯(lián)劑分子中引入與TATB相似或有鍵合作用的基團(tuán)，達(dá)到分子橋的連接作用，以期提高氟聚物／TATB復(fù)合材料的界面作用。通過接觸角測定，計(jì)算了經(jīng)偶聯(lián)劑改性前后氟聚物與TATB的界面張力和粘附功，用FTIR、XPS和SEM對偶聯(lián)劑的界面作用進(jìn)行了分析，并用巴西實(shí)驗(yàn)測試了TATB基PBX的機(jī)械性能。結(jié)果表明，含硼偶聯(lián)劑能夠降低TATB與氟聚物之間的界面張力，提高粘附功。偶聯(lián)劑對炸藥本體沒有破壞，偶聯(lián)劑中的胺基可與TATB中的硝基形成氫鍵作用。偶聯(lián)劑cA-4可以提高TATB基PBX的力學(xué)性能．　　 TPU與氟聚物相比，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、阻尼性能及粘結(jié)性能，是PBX體系的高性能粘結(jié)劑。本文通過改變TPU分子的結(jié)構(gòu)參數(shù)(分子量，異氰酸酯種類，硬段含量，軟段種類，軟段分子量，擴(kuò)鏈劑種類)，用本體聚合一步法合成了一系列TPU，并分析了其力學(xué)性能及動態(tài)力學(xué)性能，結(jié)果表明，TPU選用MDI和PBA作為軟硬段具有較好的綜合性能，增加硬段質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以增加11Pu的硬度，降低斷裂伸長率，阻尼峰向高溫方向移動；增加軟段分子量可以增加熱塑性聚氨酯彈性體的拉伸強(qiáng)度、硬度，降低斷裂伸長率，并使阻尼值降低，阻尼峰向低溫方向移動；增加擴(kuò)鏈劑長度，拉伸強(qiáng)度和硬度依次降低，斷裂伸長率上升，阻尼性能上升，增加擴(kuò)鏈劑側(cè)基可以增加阻尼性能。用FTIR，GPC和AFM分析了TPU的分子結(jié)構(gòu)、微相結(jié)構(gòu)，分子量及其分布，結(jié)果表明，合成的TPU分子量高，分子量分布窄，性能穩(wěn)定，在TPU的分子中，存在微相分離，硬段相均勻分布于軟段相之中，起到增強(qiáng)作用。將所合成的刪(CMA-14)對炸藥進(jìn)行覆，研究了其與炸藥之間的界面張力和粘附功，并用含硼偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理，結(jié)果表明，CMA．14與TATB和HMX的界面張力小F2314，粘附功要大于F站14，具有較好的粘結(jié)性能，含硼偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑可進(jìn)一步提高TPU與TATB之間的界面性能，提高粘附功。將包覆好的PBX造型粉進(jìn)行機(jī)械感度測試，并采用壓縮強(qiáng)度與巴西實(shí)驗(yàn)測試了PBX力學(xué)性能，采用SEM分析了CMA．14的包覆效果。結(jié)果表明，CMA．14包覆的PBX的壓縮強(qiáng)度，模量，巴西實(shí)驗(yàn)破壞強(qiáng)度，壓縮應(yīng)變均要高于F2314，具有較好的機(jī)械性能。CMA-14包覆的PBX具有較低的感度，其撞擊感度和摩擦感度值分別為76％和28％。CMA-14包覆TATB顆粒包覆完全，表面平整，無晶粒外露，包覆效果比F231•好。　　

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