硝化羟烷基纤维素的制备及其力学性能①
2011-03-13杨斐霏邵自强张有德吕少一王飞俊
固体火箭技术 2011年3期
杨斐霏,邵自强,张有德,吕少一,王飞俊
(北京理工大学 材料学院,北京 100081)
0 引言
硝化纤维素(NC)作为一种含能粘合剂组分,被广泛用于固体推进剂。这主要是因为NC与推进剂其他组分具有良好的相容性,且本身具有较好的物理化学安定性,同时又具有一定的能量水平,因此它作为基体,可为双基推进剂和改性双基推进剂提供能量和力学支撑[1-7]。NC的玻璃化转化温度较高,是一种线性的半刚性大分子,同大多数线型聚合物一样,能赋予组分以塑性。因此,以它为基体的双基和改性双基推进剂是一种典型的热塑性材料,它在常温下有很好的抗拉、抗压强度和延伸率,而在低温环境中(-50℃左右),以NC为基体的热塑性材料就会发脆,致使推进剂可能发生脆裂,根本上是由NC较高的玻璃化转变温度引起的[8-12]。因此,要拓宽双基和改性双基推进剂的使用温度范围,就演变成降低NC的玻璃化转变温度[13]。
对于羟烷基纤维素,从分子结构上,它是在纤维素主链上接枝1个带羟基的支链,接枝醚化过程中每消耗纤维素主链上1个羟基,都会在支链新生成1个羟基。所以与纤维素相比,其羟基的摩尔分数并没有减少,所以羟烷基纤维素被硝酸酯化后,基本可保持硝化纤维素的能量水平,然而这并不是主要的,更重要的是由于羟烷基支链的内增塑作用,提高了分子链的柔性。与硝化纤维素相比,羟烷基纤维素硝酸酯具有较低的玻璃化转变温度,是一类具有热塑性质的含能材料,它作为粘合剂,部分或全部代替硝化纤维素应用于固体推进剂中,可解决硝化纤维素因其较高的玻璃化转变温度而呈现的低温力学性能差的问题。……
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