室溫固化澆注型HTPB膠粘劑彈性體的制備及性能研究.pdf

1、端羥基聚丁二烯(HTPB)是一種遙爪型多元醇預聚物,是液體橡膠中的重要品種,本身的透明度好、粘度黏度低、耐油耐老化、低溫性能和加工性能好,它可與二異氰酸酯(甲苯二異氰酸酯(TDI),異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)等)進行交聯(lián)反應能制成各種性能良好的聚氨基甲酸酯材料,被廣泛應用于彈性體涂料、膠粘劑等眾多領域中。但是由于其固化時間較長和固化溫度較高,且不加填充劑時其力學性能較差,因此,關于HTPB室溫固化和改善其彈性體力學性能,在國內外越來

2、越受到人們的重視。
　　本文以HTPB為原料,用兩步法和一步法分別合成HTPB彈性體,通過比較兩種方法的彈性體力學性能,兩步法合成出的彈性體力學性能各種指標均較差,所以重點研究一步法合成的HTPB彈性體,考查其力學性能、流變性能和固化反應放出的固化熱,通過研究溫度、固化參數(shù)、固化劑、擴鏈劑和催化劑等因素對HTPB彈性體力學性能、流變性能和固化熱的影響。
　　本文主要研究內容及結論如下:
　　(1)在真空條件下,對原料進

3、行去水。通過對一步法合成的HTPB彈性體的力學性能的考查,當固化參數(shù)(NCO/OH)R=1.2,固化劑為TDI,擴鏈劑為1.4-丁二醇(BDO)時可以得到力學性能較佳的彈性體,其斷裂伸長率可達968.8％,拉伸強度為1.55MPA,硬度為42邵A,其中三-乙氧苯基鉍(TEPB)最為適合作為其常溫催化劑。
　　(2)考查了澆注型HTPB膠粘劑彈性體的流變性能,分析了固化參數(shù)、擴鏈劑和固化劑對彈性體流動流平性的影響,結果表明,發(fā)現(xiàn)當R

4、=1.5時,流動流平性較差,不適合作為體系的配比。二胺類的擴鏈劑不適合作為體系的擴鏈劑,且MDI不適合作為固化劑。考查催化劑因素時,發(fā)現(xiàn)只有TEPB可以測出其黏度對數(shù),而T-12和T-9作為催化劑時,催化活性過大,反應劇烈,其表觀黏度太大,無法做出其黏度對數(shù)增長曲線。當R=1.2,固化劑為TDI,擴鏈劑為BDO時,催化劑為TEPB膠粘劑具有較好的流動流平性,起始流動指數(shù)n=0.98,此體系可作為澆注最佳配比。
　　(3)進一步考查

5、一步法合成的澆注型HTPB膠粘劑彈性體固化的DSC熱分析。通過對固化時間、固化參數(shù)、固化劑、擴鏈劑和催化劑的影響研究,當R=1.2,固化劑為TDI,擴鏈劑為BDO,催化劑為TEPB時,體系的固化熱為25.54kJ·mol-1,且其固化峰最為尖銳,說明固化反應速率最高。
　　綜上所述,當配方為HTPB-TDI-BDO-TEPB時,可得到力學性能,流變性能和熱性能均相對最佳的數(shù)值。且采用DSC曲線法和Kissinger動力學分析方法,