微量热法研究GAP与BPS固化反应
2021-03-08肖立柏任晓宁高红旭赵凤起付青山
肖立柏,任晓宁,高红旭,赵凤起,李 娜,付青山,赵 昱
(西安近代化学研究所 燃烧与爆炸技术重点实验室,陕西 西安 710065)
引 言
聚叠氮缩水甘油醚(GAP)是一种在高能低特征信号固体推进剂和高性能PBX炸药配方中广泛应用的含能黏合剂[1-5],通过GAP主链两端羟基与异氰酸酯类固化剂中的异氰酸酯基反应生成弹性基体,然而环境或推进剂组分中的水易与异氰酸酯反应生成CO2气体,导致其力学性能达不到设计要求;另外,异氰酸酯固化体系与某些含能材料(如ADN等)存在相容性差和稳定性差的问题[6-9]。
为了解决上述问题,将非异氰酸酯类固化技术引入到GAP固化体系中,通过叠氮基与碳碳不饱和键的1,3-偶极成环反应实现叠氮黏合剂固化。王鑫等[10]研究了GAP与均苯三甲酸三丙炔酯(TPTM)固化反应活性和胶片性能,发现60℃下GAP/TPTM 固化活性(固化时间8h)要高于GAP/N100体系(固化时间45h), 固化剂TPTM的含量变化对活化能影响较小,对反应机理没有影响,TPTM 质量分数增加223%, GAP /TPTM 胶片拉伸强度增加412%,断裂伸长率降低88%。李晓峰等[11]研究了炔丙基三嗪(TPC)和GAP的固化反应动力学,获得TPC和GAP固化反应的动力学方程和动力学参数。Menke等[12]制备了GAP/BPS/ADN/HMX/TMETN推进剂,比冲达到2600N·s/kg以上,10MPa下燃速达到34.75mm/s,2~25MPa下压强指数为0.52,最大拉伸强度0.22N/mm,玻璃化温度-38.5℃,撞击感度4N·m,摩擦感度32N,性能优于部分双基推进剂性能。李伟等[13]研究了GAP/端炔基聚醚/纳米铜粉或一价铜盐的黏结体系,发现该体系固化反应活性较高、反应速率较快,能够在常温下实现固化,反应机理不受水分影响,力学性能优良,伸长率可达到100%以上。……
