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NC/GAP.TPE共混聚合物的制备和性能研究有哪些不同呢?

由于聚叠氮缩水甘油醚(GAP)分子结构中存在较大的一cH N 侧链,使其主链承载原子数少,分子间作用力很小,体系内二级交联不足,给力学性能的调节带来极大的难度。国内外有许多研究者用不同的方法来提高GAP弹性体的力学性能,合成热塑性弹性体就是其中一种,这种方法可根据软硬段含量调节弹性体的力学性能,但硬段结构的惰性成分,在一定程度上牺牲了部分能量。针对弹性体增强的研究多为用纳米材料和纤维 等方法,本文考虑到硝化棉(NC)是一种含能纤维,不仅可与GAP—TPE共混后在一定程度上降低含能热塑性弹性体的成本,而且还可增加体系的能量,因此选用NC对弹性体进行改性。

Niehaus M分析了GAP/RDX推进剂和NC/RDX推进剂的优缺点,认为GAP/RDX推进剂较脆,可能使推进剂燃烧过程中出现破裂,使得压力增加,而NC/RDX燃烧温度较高,会导致枪或炮膛磨损。因此,研究了GAP/NC组合推进剂,用NC中的羟基可与自由的异氰酸根反应的方法,合成GAP/NC/N100接枝聚合物用于推进剂。

研究结果表明,在同样燃烧温度下,提高15%的能量。本文通过物理共混的方法,将GAP扩链后与NC 共混,然后熟化,使GAP—阻燃TPE分子链在继续增长的同时,与NC充分混合,形成物理网络结构,并对NC,GAP—TPE共混膜的结构、形貌、力学性能等进行了研究,以期在能量提高的同时,获得良好的力学性能。

选择NC与GAP.阻燃TPE共混的主要目的就是要增加GAP—TPE的拉伸强度,增加体系的能量。随NC比例的不断增加,拉伸强度明显增大,当NC含量从5%增加到20%时,共混膜的拉伸强度从l0.4 MPa增加至20.4 MPa,提高了49%,断裂伸长率下降了47%。若NC含量继续增加,虽然拉伸强度会进一步提高,但断裂伸长率将大幅降低,玻璃化温度进一步提高,对作为粘结剂用的含能热塑性弹性体综合性能不利。

1、运用扩链后共混再熟化的方法,可制备共混程度较高的NC/GAP—TPE共混聚合物。

2、NC/GAP—TPE共混物的玻璃化转变区,由于NC的加入而显著拓宽,并向高温方向移动。随NC的加入,NC与GAP—TPE分子链间的氢键相互作用增强;同时,NC含量的增加,结晶度增加,使非晶区链段的运动受限,导致玻璃化转变温度升高。由纯GAP.TPE的为一24.9 oC,增加到NC含量为20%的43.3℃。

3、NC的加入增强了氢键作用,且有利于结晶形成,显著提高了NC/GAP-TPE共混物的拉伸强度,从NC/GAP—TPE 5/95的1O.4 MPa提高到NC/GAP-TPE20/80的20.4 MPa,提高了49%。可见,通过共混的方法可将NC和GAP一11PE 2种粘结剂性能互为补充,发挥NC高能量、高强度和GAP—阻燃TPE良好韧性的优点,通过调节其配比来实现能量性能和力学性能的平衡,NC/GAP—TPE 20/80的共混体系具有良好的综合力学性能。

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