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第 2 期 王晓川,等: 烯基聚醚含能黏合剂的合成与固化 ·349·
这些含能黏合剂端基都是羟基,一般只能采用异氰 加入无水硫酸镁干燥,静置过滤,减压除去二氯甲
酸酯进行固化 [11] 。 烷,得到 30.83 g 淡黄色黏稠液体。经 GPC 法测得
异氰酸酯固化剂体系固化温度偏高且对水分敏 其数均相对分子质量为 2177。
感,而腈氧固化剂与双键固化的新型固化体系可室 合成路线如下所示:
温下固化,且对水分不敏感。两官能度的腈氧化物,
可作为交联剂或固化剂固化含双键的黏合剂。腈氧
化物可实现对液体聚丁二烯橡胶、端羟基聚丁二烯
橡胶(HTPB)等双键丰富的黏合剂的固化,但固化
后形成的弹性体中双键未充分反应,不含能且力学
性能不佳 [12-13] 。
液体聚丁二烯橡胶双键过多且存在于分子链
中,使固化后形成的三维网络不完善,造成腈氧固
化后拉伸强度偏低 [14] 。为了提高弹性体的能量和拉
伸强度,本文采用以三羟甲基丙烷为引发剂、3-硝
酸酯甲基-3-甲基氧杂环丁烷(NIMMO)为单体制
备出三官能度的聚 NIMMO(T-PNIMMO),随后在
其端基共聚烯丙基缩水甘油醚(AGE),合成烯基聚
醚含能黏合剂,以完善固化后形成的三维网络。
1.3 弹性体的制备
1 实验部分
R 为固化剂 TTNO 的腈氧基团与烯基聚醚含能
1.1 试剂与仪器 黏合剂(AGE-T-PNIMMO)双键的物质的量之比,
三羟甲基丙烷,化学纯,上海化学试剂有限公 即 R=n(CNO)/n(C==C)。以 R=1.0 为例,具体制备过
司试剂一厂;硫酸镁,分析纯,成都市科龙化工试 程为:在配有磁力搅拌的 200 mL 烧杯中,加入
剂厂;二氯甲烷,分析纯,广东光华科技股份有限 AGE-T-PNIMMO 15 g,以 80 g CH 2 Cl 2 溶解,再加
公司;碳酸钠,分析纯,天津市百世化工有限公司; 入 1.95 g TTNO 固化剂,搅拌均匀,呈淡黄色透明
AGE,三氟化硼·乙醚络合物,分析纯,北京百灵威 溶液,5 h 后,浇注于培养皿中,在室温下固化一周,
科技有限公司;NIMMO,自制 [15] ;四甲基对苯二腈 将得到的弹性体冲压成哑铃状试样,室温下测试其
氧化物(TTNO),自制 [16] 。 力学性能。
Nicolet 5700 型傅里叶变换红外光谱仪, 美国 1.4 表征及性能测定
Nicolet 公司;AVANCE AV500 型核磁共振仪,德国 聚合物结构:傅里叶变换红外光谱法(FTIR)
–1
–1
Bruker 公司;GPC-50 型凝胶渗透色谱仪,英国 PL 测试,分辨率 0.5 cm ,扫描范围 4000~400 cm 。
1
公司;CAP 2000+型锥板黏度计,美国 Brookfield HNMR 测试,工作频率 500 MHz,氘代氯仿为溶剂,
13
公司;TGA/DSC 2 热重及同步热分析仪,瑞士梅特 TMS 为内标。 CNMR 测试,工作频率 125 MHz,氘
勒-托利多国际有限公司; Instron 4505 型万能材料 代氯仿为溶剂,TMS 为内标。
试验机,美国 Instron 公司。 GPC 测试:色谱柱为 PLgelMIXED-E 串联,流
1.2 黏合剂的合成 动相为 THF,柱温为 40 ℃,检测器为示差折光检测器。
在配有机械搅拌、温度计、滴液漏斗的 100 mL 黏度测试:低温型锥板黏度计,6 号转子,转
三口圆底烧瓶中,依次加入三羟甲基丙烷(1.3 g, 速为 100 r/min。
10 mmol),40 mL 二氯甲烷、1.4 g 三氟化硼·乙醚络 DSC 和 TG 测试:在氮气流速 50 mL/min,高
合物,搅拌 30 min,室温下滴加 NIMMO(22 g, 纯氮,加盖铝坩埚中,进行 DSC 和 TG 测试,升温
150 mmol),滴加时间为 2 h,反应 24 h,得到 速率 10 ℃/min,范围为 30~400 ℃。
T-PNIMMO 。 在 反 应体系 中滴 加 AGE( 6.84 g, 拉伸性能:根据 GB/T 528—2009 [17] 制样,室温
60 mmol),滴加时间为 3 h,控制反应温度 25~30 ℃, 测定,拉伸速度 100 mm/min。
滴完在室温下搅拌 24 h,用饱和碳酸钠水溶液终止 凝胶率测试:将样条切成 5 mm 长、1 mm 宽的
反应,将反应液注入到处于搅拌状态的 50 mL 水中, 小细条,称取 1 g 左右试样,将试样用滤纸包裹好,
分出下层有机相,用 50 mL 水洗涤。分离出油相, 置于索氏抽提器中,分别以丙酮和氯仿为溶剂,回