【硕士】用于PBX的偶联剂及聚氨酯粘结剂研究

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内容简介

　　【硕士】用于PBX的偶联剂及聚氨酯粘结剂研究　　授予学位：硕士　　学位授予单位：四川大学　　学位年度：2007　　 高聚物粘结炸药(PBX)是目前广泛使用的一类复合炸药，TATB(1，3，5．三氨基-2，4，6-三硝基苯)是一种钝感、高能单质炸药，以TATB为基的PBX应用十分广泛。但由于其极强的分子内和分子问氢键作用，使其表面能很低，难于粘结。氟聚物是通常用于TATB基PBX的粘结剂，其分子间凝聚力低，表面自由能极低，难于被液体或固体浸润或粘着，严重影响其与填料、或其它聚合物间的界面相容性及其共混复合材料的性能。本文研究制备了含硼偶联剂以提高氟聚物脚界面作用和粘合强度；另一方面，对热塑性聚氨酯弹性体(11PU)合成、分子结构参数对其力学性能、阻尼性能影响规律性进行研究，获得了具有优异力学性能、阻尼性能和粘结性能，适于PBX的高性能粘结剂，有效提高了PBX的机械性能，降低感度，提高其安定性。　　 通过分子设计，研究制备了一系列含硼偶联剂，利用硼原子与含氟聚合物中氟原子形成良好的配位键作用，并在偶联剂分子中引入与TATB相似或有键合作用的基团，达到分子桥的连接作用，以期提高氟聚物／TATB复合材料的界面作用。通过接触角测定，计算了经偶联剂改性前后氟聚物与TATB的界面张力和粘附功，用FTIR、XPS和SEM对偶联剂的界面作用进行了分析，并用巴西实验测试了TATB基PBX的机械性能。结果表明，含硼偶联剂能够降低TATB与氟聚物之间的界面张力，提高粘附功。偶联剂对炸药本体没有破坏，偶联剂中的胺基可与TATB中的硝基形成氢键作用。偶联剂cA-4可以提高TATB基PBX的力学性能．　　 TPU与氟聚物相比，具有优异的力学性能、阻尼性能及粘结性能，是PBX体系的高性能粘结剂。本文通过改变TPU分子的结构参数(分子量，异氰酸酯种类，硬段含量，软段种类，软段分子量，扩链剂种类)，用本体聚合一步法合成了一系列TPU，并分析了其力学性能及动态力学性能，结果表明，TPU选用MDI和PBA作为软硬段具有较好的综合性能，增加硬段质量分数可以增加11Pu的硬度，降低断裂伸长率，阻尼峰向高温方向移动；增加软段分子量可以增加热塑性聚氨酯弹性体的拉伸强度、硬度，降低断裂伸长率，并使阻尼值降低，阻尼峰向低温方向移动；增加扩链剂长度，拉伸强度和硬度依次降低，断裂伸长率上升，阻尼性能上升，增加扩链剂侧基可以增加阻尼性能。用FTIR，GPC和AFM分析了TPU的分子结构、微相结构，分子量及其分布，结果表明，合成的TPU分子量高，分子量分布窄，性能稳定，在TPU的分子中，存在微相分离，硬段相均匀分布于软段相之中，起到增强作用。将所合成的删(CMA-14)对炸药进行覆，研究了其与炸药之间的界面张力和粘附功，并用含硼偶联剂和钛酸酯偶联剂进行表面处理，结果表明，CMA．14与TATB和HMX的界面张力小F2314，粘附功要大于F站14，具有较好的粘结性能，含硼偶联剂和钛酸酯偶联剂可进一步提高TPU与TATB之间的界面性能，提高粘附功。将包覆好的PBX造型粉进行机械感度测试，并采用压缩强度与巴西实验测试了PBX力学性能，采用SEM分析了CMA．14的包覆效果。结果表明，CMA．14包覆的PBX的压缩强度，模量，巴西实验破坏强度，压缩应变均要高于F2314，具有较好的机械性能。CMA-14包覆的PBX具有较低的感度，其撞击感度和摩擦感度值分别为76％和28％。CMA-14包覆TATB颗粒包覆完全，表面平整，无晶粒外露，包覆效果比F231•好。　　

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