HTPB–异氰酸酯体系固化影响因素的研究进展-论文.pdf

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1、化学推进剂与高分子材料2013年第11卷第4期ChemicalPropellants&PolymericMaterials·49·HTPB一异氰酸酯体系固化影响因素的研究进展陈韩根，王香梅，张晓丽，刘蕊(中北大学，山西太原030051)摘要：综述了端羟基聚丁二烯(HTPB)一异氰酸酯体系固化过程中常见的几种主要因素，如固化剂、催化剂、扩链剂等对固化反应的影响。认为聚丁二烯结构单元的疏水性和较低的玻璃化温度，使HTPB基聚氨酯与通常的聚醚或聚酯系聚氨酯相比，产品在低温下呈现更好的耐水解性和更高的弹性。关键词：HTPB；异氰酸酯；固化剂；催化剂；扩链剂中图分类号：TQ323．8文献标

2、识码：A文章编号端羟基聚丁二烯(HTPB)是发展于20世纪60HTPB的端羟基与异氰酸基反应生成氨基甲酸酯年代的一种遥爪型多元醇聚合物¨】。作为液体橡(-NHCOO一)，最终生成聚氨酯的反应。胶中的重要品种，因其本身的透明度好、黏度低、H0『l1耐油耐老化、低温性能和加工性能好，可与扩链ww、O—H+OCNww、—————VN—C—OV剂、交链剂在室温或高温下反应生成具有优异力异氰酸酯R—Nc0中与一NC0基连接的烃基学性能，良好的耐油和耐水性能，特别是耐酸碱、(R)对～Nc0反应活性的影响主要是电子诱导效耐磨、耐低温和电绝缘性能好的三维网状结构的应和空间位阻效应。一NCO基是以

3、亲电中心——固化物，其广泛应用于工程材料】，也可用作正碳离子与活泼氢化合物的亲核中心配位，产生HTPB型固体推进剂的衬层。在该衬层材料发展极化，导致反应进行的。所以当R为吸电子基过程中，材料的机械性能、热性能、黏结性是重(如芳环)则降低一Nc0基中C原子的电子云密点考虑的因素。HTPB应用范围很广，如密封胶，度，从而提高一NcO基的反应活性；若R为供黏合剂，防水、防腐涂料，泡沫，电绝缘体，弹电子基(如烷基)，则降低一NCO基的反应活性。性体。与通常的聚醚或聚酯系聚氨酯相比，它们一NcO基的反应活性按下列R的排列顺序递减：在低温下呈现更好的耐水解性和更高的弹性，这>>些特点源自聚丁

4、二烯结构单元的疏水性和较低的>H：>>烷基玻璃化温度J。目前国内外各类战略、战术武器及航天型号目前常用的几种固化剂结构式与简称如下：中普遍使用的各种性能良好的聚氨基甲酸酯材料，CH3就是HTPB与二异氰酸酯(TDI(甲苯二异氰酸酯)、NC0⋯NHDI(己二异氰酸酯)、MDI(二苯甲烷二异氰酸酯1、HMDI(二环己基甲烷二异氰酸酯)、IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)等)进行交联反应制成[10-12]。文中主要介绍HTPB一异氰酸酯体系固化过程中常OCN—CH2。NCO。cNcHNc。见的几种主要因素，如固化剂、催化剂、扩链剂HDIMDI等对固化反应的影响。。cNcH：Nc。1固化剂对

5、固化过程的影响HMDIHTPB一异氰酸酯体系的基本反应就是Gupta等⋯在HTPB型聚氨酯对复合推进收稿日期：2013—05—10作者简介：陈韩根(1987一)，男，在读硕士，主要研究方向为功能高分子。电子信箱：chenhangen134@163．corn化学推进剂与高分子材料·50·ChemicalPropellants&PolymericMaterials2013年第11卷第4期剂抑制作用的研究中，比较了不同类型的固化剂而增加可能是因为交联结构阻碍了链沿外力方向对HTPB固化产物的影响。HTPB—TDI、HTPB—自由调整。MDI、HTPB—HMDI、HTPB—IPDI体系(

6、二月桂固化剂与扩链剂、交联剂等反应形成的结构酸二丁基锡作为催化剂，异氰酸酯指数R=1)，其对聚氨酯材料的性能有较大的影响。与不对称性产物的主要力学性能见表1。二异氰酸酯相比，对称性二异氰酸酯固化而成的表1固化剂种类对力学性能的影响聚氨酯具有规整有序的相区结构，能促进聚合物Tab．1Influenceofcuringagenttypes链段结晶，因此具有更高的模量和撕裂强度。而onmechanicalproperties芳香族和脂肪族类异氰酸酯固化而成的聚氨酯在抗氧化性和力学性能等方面均有差异，这些都将影响推进剂、衬层等的本体及黏结等性能。2催化剂对固化过程的影响催化剂是HTPB型

7、聚氨酯材料重要组成部由表1可知，HTPB—MDI型聚氨酯具有较分，主要有乙酰丙酮铁(Fe(AA))、三苯基铋(TPB)好的拉伸强度和伸长率，相比于HTPB—TDI型和二月桂酸二丁基锡(DBTDL)等¨。不同的催聚氨酯，前者明显具有更好的力学性能。HTPB—化剂对不同的固化体系的催化活性存在着明显不HMDI、HTPB—IPDI型聚氨酯由于缺少刚性基团同，使其具有不同的固化速度，这将对HTPB型而具有较低的拉伸强度，硬度也较低。聚氨酯和推进剂的工艺性能等产生不同的影响。Gupta等对