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·352· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

2.3.3 弹性体的交联程度 从图 8 可以看出，不同固化比例的弹性体经历
通过索氏提取法测试 R=1.0 的弹性体的凝胶率 了相似的热失重过程。且随着固化剂 TTNO 含量增
以 考察交 联程 度。由 于丙 酮和氯 仿对 黏合 剂 大（即 R 增加），弹性体的热稳定性增强。各弹性体
AGE-T-PNIMMO 溶解良好，因此分别选取它们作为 的 TGA 曲线都有 3 个失重阶段：30~200 ℃时，失
抽提用溶剂，结果如表 3 所示。 重率为 10%~15%，此时的失重主要是弹性体中包含
的小分子溶剂的挥发所致；200~211 ℃时，失重率
表 3 弹性体的凝胶率 为 43%~47%，此时的失重主要是弹性体中硝酸酯含
Table 3 Gel fraction of elastomer
能基团的分解所致；211~400 ℃时，弹性体中的主
溶剂
链发生断裂逐渐引起失重；随着温度的升高，弹性
丙酮 氯仿
体在 400 ℃左右大部分分解，失重率在 80%以上。
萃取时间/h 24 24
R=1.1 的弹性体，由于腈氧固化剂的增加，生成更
凝胶率/% 93.3 94.2
多的异唑啉五元环，异唑啉五元环的耐热性较

从表 3 可以看出，丙酮和氯仿抽提 24 h 后，弹 硝酸酯含能基团要好，因此，R 为 1.1 的弹性体相比
其他弹性体，耐热性能更好。
性体的凝胶率仍大于 90%，说明 AGE-T-PNIMMO
大部分发生了交联，具有较高的交联程度。 3 结论
2.3.4 固化反应形成弹性体的热性能
用 DSC 法对不同 R 弹性体的热分解性能进行研 （1）以三羟甲基丙烷为引发剂，三氟化硼·乙
究，不同 R 弹性体的 DSC 曲线如图 7 所示。 醚络合物为催化剂，NIMMO为单体制备出T-PNIMMO，
随后在其端基共聚 AGE，合成了 AGE-T- PNIMMO。
（2）合成的 AGE-T-PNIMMO 室温下为液态，玻
璃化转变温度低（–57.4 ℃），并且黏度低（在 20 ℃
时，黏度为 8.93 Pa·s），适合推进剂的浇注成型。
（3）以 TTNO 为固化剂固化 AGE-T-PNIMMO，
R=1.0 时，得到的弹性体拉伸强度最高可达 0.80 MPa
（较参考文献的 0.45 MPa 有大幅提高），分解峰峰
温为 202 ℃，有望应用于复合固体推进剂。

参考文献：

图 7 弹性体的 DSC 曲线 [1] Talawar M, Sivabalan R, Mukundan T, et al. Environmentally
Fig. 7 DSC curves of elastomer compatible next generation green energetic materials(GEMs)[J].
Journal of Hazardous Materials, 2009, 161(2/3): 589-607.
从图 7 可以看出，随着温度的升高，弹性体从 [2] Ahmad N, Khan M, Ma X, et al. The influence of cross-linking/chain
extension structures on mechanical properties of HTPB-based
190 ℃开始快速分解，分解峰峰温都在 200~211 ℃
polyurethane elastomers[J]. Arabian Journal for Science and
之间，符合硝酸酯含能基团的特征分解，表明室温 Engineering, 2014, 39(1): 43-51.
固化形成的弹性体具有良好的耐热性能。同时，对 [3] Gaur B, Lochab B, Choudhary V, et al. Azido polymers—energetic
binders for solid rocket propellants[J]. Journal of Macromolecular
不同 R 弹性体的 TGA 进行了研究，如图 8 所示。 Science-Polymer Reviews, 2003, 43(4): 505-545.
[4] Abrishami F, Zohari N, Zeynali V. Synthesis and characterization of
poly(glycidyl nitrate-block-caprolactone-block-glycidyl nitrate) (PGN-PCL-PGN)
tri-block copolymer as a novel energetic binder[J]. Propellants
Explosives Pyrotechnics, 2017, 42(9): 1032-1036.
[5] Dong Q, Li H, Liu X, et al. Thermal and rheological properties of
PGN, PNIMMO and P(GN/NIMMO) synthesized via mesylate
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[6] Ma S, Li Y, Li Y, et al. Research on the mechanical properties and
curing networks of energetic GAP/TDI binders[J]. Central European
Journal of Energetic Materials, 2017, 14(3): 708-725.
[7] Barbieri U, Polacco G, Paesano E, et al. Low risk synthesis of

energetic poly(3-azidomethyl-3-methyl oxetane) from tosylated
图 8 弹性体的 TGA 曲线 precursors[J]. Propellants Explosives Pyrotechnics, 2006, 31(5):
Fig. 8 TGA curves of elastomer 369-375.