本文關(guān)鍵詞：疊氮聚醚推進(jìn)劑鍵合劑的合成與應(yīng)用

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【摘要】：疊氮聚醚類推進(jìn)劑因其具備優(yōu)異的能量特性,而獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而疊氮推進(jìn)劑由于含有大量的增塑劑與固體顆粒填料,導(dǎo)致藥柱力學(xué)性能不佳,是阻礙其型號(hào)應(yīng)用的一個(gè)棘手的難題。本文根據(jù)疊氮聚醚推進(jìn)劑的配方特點(diǎn),結(jié)合硼酸酯、氮丙啶以及醇胺類鍵合劑的功效,設(shè)計(jì)疊氮聚醚推進(jìn)劑專用鍵合劑、并對(duì)其合成方法及構(gòu)效關(guān)系展開(kāi)了深入研究,最終研制出疊氮聚醚推進(jìn)劑高效鍵合劑,解決了推進(jìn)劑力學(xué)性能不佳的問(wèn)題,其成果將能促進(jìn)我國(guó)疊氮聚醚推進(jìn)劑的研究與應(yīng)用進(jìn)展。根據(jù)疊氮聚醚推進(jìn)劑的特點(diǎn),確定采用中性聚合物鍵合劑(NPBA)的技術(shù)路線。為了提高其鍵合效果,設(shè)計(jì)將硼酸酯、氮丙啶、胺基等基團(tuán)接入大分子鏈中,以得到更高效的鍵合劑樣品。首先,用精確合成法合成系列分子量、羥值、溶度參數(shù)規(guī)律變化的NPBA樣品,并分別進(jìn)行裝藥實(shí)驗(yàn),比較各參數(shù)對(duì)NPBA鍵合效果的影響,結(jié)果表明當(dāng)NPBA的分子量在3000左右、羥值在2mmol/g左右、溶度參數(shù)為25.42(J/cm3)1/2時(shí)綜合效果最佳,且三個(gè)參數(shù)中,溶度參數(shù)的影響最小。其次,以硼酸、正丁醇、1,2-丙二醇、丙烯酸羥乙酯為主要原料,通過(guò)酯交換法合成了環(huán)狀硼酸酯單體,利用紅外光譜以及核磁共振氫譜的方法驗(yàn)證了產(chǎn)物結(jié)構(gòu)；以丙烯酸、三-(2-甲基氮丙啶)氧化膦(MAPO)為主要原料合成了氮丙啶單體；選擇了甲基丙烯酸二乙氨基乙酯作為胺基共聚單體。最后,以第一步所確定的合成方法及結(jié)構(gòu)參數(shù),將第二步的幾種功能單體接入NPBA的大分子鏈中,合成系列新型NPBA (NNPBA),并進(jìn)行裝藥實(shí)驗(yàn)。將其與鍵合效果最優(yōu)的NPBA-2進(jìn)行比較,結(jié)果表明：五種NNPBA普遍表現(xiàn)出比NPBA-2更優(yōu)的使用效果,其中NNPBA-5在加入推進(jìn)劑配方中后,在多種鍵合基團(tuán)的協(xié)同作用下,常溫下的拉伸強(qiáng)度達(dá)到了1.39Mpa,斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到了72.7%,相比NPBA-2分別提高了27.5%和25.6%。
【關(guān)鍵詞】：新型中性聚合物鍵合劑 疊氮聚醚推進(jìn)劑 有機(jī)硼酸酯 氮丙啶
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V512
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-22
• 1.1 固體推進(jìn)劑概述11-14
• 1.1.1 固體推進(jìn)劑的發(fā)展歷程11-12
• 1.1.2 固體推進(jìn)劑主要組分及功能12-14
• 1.2 疊氮聚醚推進(jìn)劑14-15
• 1.2.1 疊氮聚醚的特點(diǎn)14
• 1.2.2 GAP推進(jìn)劑14
• 1.2.3 疊氮聚醚推進(jìn)劑的配方組成14-15
• 1.3 鍵合劑種類及其作用機(jī)理概述15-18
• 1.3.1 氮丙啶及其衍生物15-16
• 1.3.2 醇胺類化合物及其衍生物16-17
• 1.3.3 有機(jī)硼酸酯鍵合劑17
• 1.3.4 中性聚合物鍵合劑17-18
• 1.4 鍵合劑的合成方法18-20
• 1.4.1 酯交換反應(yīng)18
• 1.4.2 自由基聚合18-20
• 1.5 本文的研究?jī)?nèi)容20-21
• 1.5.1 鍵合劑的分子設(shè)計(jì)20
• 1.5.2 NPBA的合成及構(gòu)效關(guān)系研究20
• 1.5.3 新型NPBA的合成20-21
• 1.6 本文的研究意義21-22
• 第2章 疊氮聚醚推進(jìn)劑鍵合劑的分子設(shè)計(jì)22-28
• 2.1 NPBA設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)22-23
• 2.2 疊氮推進(jìn)劑鍵合劑分子設(shè)計(jì)23-26
• 2.2.1 單體分子的設(shè)計(jì)23-24
• 2.2.2 鍵合劑分子設(shè)計(jì)24-26
• 2.2.3 鍵合劑樣品的設(shè)計(jì)26
• 2.3 小結(jié)26-28
• 第3章 NPBA的合成及構(gòu)效關(guān)系研究28-37
• 3.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器28
• 3.2 NPBA的精確合成方法28-32
• 3.2.1 引發(fā)劑AIBN用量的確定原理29
• 3.2.2 分子量調(diào)節(jié)原理29-30
• 3.2.3 單體組成與共聚組成的關(guān)系30
• 3.2.4 配方計(jì)算(以100 g NPBA-2為例)30-31
• 3.2.5 NPBA的合成及后處理工藝(以NPBA-2為例)31-32
• 3.3 NPBA的測(cè)試及結(jié)果分析32-33
• 3.3.1 測(cè)試方法32-33
• 3.3.2 測(cè)試結(jié)果33
• 3.4 NPBA的構(gòu)效關(guān)系研究33-36
• 3.4.1 分子量的影響34
• 3.4.2 羥值的影響34-35
• 3.4.3 溶度參數(shù)的影響35-36
• 3.4.4 構(gòu)效關(guān)系研究結(jié)果36
• 3.5 小結(jié)36-37
• 第4章 新型NPBA的合成與性能37-51
• 4.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器37-38
• 4.2 單體的合成38-41
• 4.2.1 有機(jī)硼酸酯單體38-40
• 4.2.2 氮丙啶單體40-41
• 4.3 單體的表征與測(cè)試41-42
• 4.3.1 核磁共振氫譜分析41-42
• 4.3.2 紅外光譜分析42
• 4.4 新型NPBA的合成42-46
• 4.4.1 NNPBA-1的合成43
• 4.4.2 NNPBA-2的合成43-44
• 4.4.3 NNPBA-3的合成44
• 4.4.4 NNPBA-4的合成44-45
• 4.4.5 NNPBA-5的合成45-46
• 4.5 NNPBA的表征與測(cè)試46-49
• 4.5.1 測(cè)試方法46-48
• 4.5.2 新型NPBA的測(cè)試結(jié)果與分析48-49
• 4.6 新型NPBA的裝藥實(shí)驗(yàn)49-50
• 4.7 小結(jié)50-51
• 結(jié)論51-52
• 參考文獻(xiàn)52-57
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄57-58
• 致謝58

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本文編號(hào)：599112