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腈氧化物作为一种新型的固化剂,在聚合物粘结剂中有广泛的应用。腈氧化物可以实现在室温条件下对聚合物粘结剂的固化。本实验分别以间苯二甲醛和对苯二甲醛为原料合成了间苯二氯代醛肟、对苯二氯代醛肟和5-硝基-1,3-苯二氯代醛肟三种固化剂前体,并以液体聚丁二烯(LPB)和端羟基聚丁二烯(HTPB)为固化基体,在室温条件下制备了间位弹性体、对位弹性体和含硝基的弹性体。通过对不同固化比例下的弹性体的拉伸强度、断裂伸长率、模量、邵氏硬度、红外分析、热稳定性分析、玻璃化转变温度分析、疏水性分析、断面扫描分析以及对三种弹性体的表观活化能和反应级数进行计算,从而实现对三种固化体系的研究。本课题通过不断改善固化工艺实现了液体聚丁二烯和端羟基聚丁二烯的室温固化,改善了异氰酸酯固化技术中存在的不足。对间位固化体系和对位固化体系的各性能进行了对比分析,对含硝基的固化体系在不同固化比例下的性能进行了分析。(1)对间位弹性体和对位弹性体的力学性能和邵氏硬度对比可以看出:两种弹性体的拉伸强度、模量和邵氏硬度都随着氯代醛肟含量的增加而增加,断裂伸长率都在减小。间位弹性体的拉伸强度从0.17 MPa增加到0.33 MPa,模量从0.13kPa增加到0.47 kPa,邵氏硬度从17.6 Ha增加到32.9 Ha,断裂伸长率从135%减小到73%。对位弹性体的拉伸强度从0.21 MPa增加到0.45 MPa,模量从0.26 kPa增加到0.88 kPa,邵氏硬度从22.3 Ha增加到37.8 Ha,断裂伸长率从83%减小到51%。可以得出对位弹性体的拉伸强度比间位弹性体大,但间位弹性体的伸长率明显优于对位弹性体。间苯二氯代醛肟含量为11%时,间位弹性体疏水性最好;对位弹性体在对苯二氯代醛肟为10%时疏水性最好。(2)对含硝基的固化体系的研究分析可知:对各弹性体进行力学性能和邵氏硬度分析,随着5-硝基-1,3-苯二氯代醛肟的含量从10%增加到18%,各弹性体的拉伸强度从0.14 MPa增加到0.65 MPa,模量从0.04 kPa增加到0.75 kPa,邵氏硬度从5.6 Ha增加到25.8 Ha,断裂伸长率从346%减小到87%,说明固化弹性体随着固化剂的增加反应生成的固化网络逐渐完整;对弹性体的热失重过程进行了分析可知:弹性体中残留的C=C双键对弹性体的热稳定性有一定的影响,在低温时残留双键越多弹性体越稳定;当系统温度足够高时(大于480℃)固化体系的网络完整性决定了弹性体的热稳定性;对含硝基的弹性体接触角分析,当5-硝基-1,3-苯二氯代醛肟含量达到14%时,弹性体的疏水作用最强。(3)对间位固化体系、对位固化体系和含硝基的固化体系动力学的分析计算可知:三个不同的固化体系都为一级反应;间位固化体系的表观活化能约为8.62kJ/mol;对位弹性体的表观活化能约为10.23 kJ/mol;含硝基的固化体系表观活化能约为8.94 kJ/mol。三个固化体系的表观活化能较小,因此能实现对聚合物粘结剂的室温固化。