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端羟基叠氮缩水甘油醚(GAP)高分子粘合剂的分子链段上含有叠氮基团,机械感度低,密度大,单位体积可以携带更多的能量,但由于其侧链叠氮基团的存在使得力学性能变差,同时高分子量的GAP很难制备,针对其缺陷,因此用四氢呋喃(THF)对其进行改性合成一种力学性能优异,能量密度较高的适合固体推进剂使用的粘合剂。 首先以四氢呋喃和环氧氯丙烷(ECH)为原料,三氟化硼乙醚(BF3?Et2O)为催化剂,1,4-丁二醇(BDO)为起始剂,采用阳离子开环聚合生成THF/ECH共聚醚,对合成的条件和配方进行了优化,并通过红外光谱(IR)、核磁共振(1H-NMR)、凝胶渗透光谱(GPC)对合成的聚醚进行了表征,结果表明较佳的合成工艺为:起始剂用量为单体总摩尔量的5%,催化剂用量为单体总质量的3%,反应时间为4 h,反应温度为0℃,合成的THF/GAP共聚醚分子量分布较窄,同时数均相对分子量相对可控。 然后采用叠氮化钠对合成的THF/ECH共聚醚进行了叠氮化处理,分别采用溶剂法和相转移催化法叠氮合成 THF/GAP共聚醚,对产物进行了红外光谱(IR)、核磁共振(1H-NMR)、凝胶渗透光谱(GPC),差示扫描量热法(DSC)表征,结果表明合成的THF/GAP共聚醚为目标产物,并对叠氮的工艺条件进行了优化,溶剂法合成THF/GAP共聚醚的较佳的工艺条件是:叠氮化钠为THF/GAP共聚醚摩尔量的1.2倍,叠氮时间为18 h,叠氮温度为100℃;相转移催化法合成THF/GAP共聚醚的较佳的工艺条件是:叠氮化钠为THF/GAP共聚醚摩尔量的1.2倍,催化剂四丁基溴化铵为THF/GAP共聚醚摩尔量的4%,叠氮时间为24 h,叠氮温度为100℃。实验结果表明相转移催化法较溶剂法合成的GAP/THF共聚醚叠氮率和产率较高,反应时间较长,同时相转移催化法更加安全、环保和经济。 最后以THF/GAP共聚醚为原料,丙三醇为扩链剂,甲苯二异氰酸酯为固化剂,二月桂酸二丁基锡为催化剂,采用一步法合成THF/GAP聚氨酯弹性体,考察了固化参数,固化温度,催化剂用量,丙三醇与THF/GAP共聚醚的羟基比对聚氨酯弹性体性能的影响,并且通过差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TG)对聚氨酯的性能进行了研究,结果表明合成力学性能较佳的聚氨酯弹性体的工艺条件:固化参数R=1.2,固化温度为65℃,丙三醇与THF/GAP共聚醚中羟基比为3:1,催化剂用量为THF/GAP聚醚摩尔量的0.5%,其断裂伸长率为452%,拉伸强度为4.07MPa,而均聚GAP聚氨酯弹性体断裂伸长率为296%,拉伸强度为0.87MPa,与均聚GAP聚氨酯弹性体相比其具有更好的力学性能。