叠氮粘合剂的微相分离

天元航材作为国内具有50余年生产制作工艺沉淀的化工厂家，我们的主营产品四氢呋喃共聚醚（PBT），又称叠氮胶或者叠氮聚醚，是一种理想的推进剂用粘合剂。叠氮聚醚可赋予推进剂优异的能量性能和良好的力学性能，今天我们主要向大家介绍下这款粘合剂的微相分离方法以及得出的结论。

叠氮粘合剂具有能量高、感度低、低特征信号的特点，与推进剂其他组分相容，适合在无烟、少烟的高能推进剂中作为含能热塑性聚氨酯弹性体使用。聚氨酯弹性体的性能主要是受其化学结构(短程结构)、相态结构(长程结构)以及超分子结构(微相分离结构)的影响，尤其是微相分离的超分子结构决定了弹性体能否达到优异的性能。因此，研究聚氨酯弹性体的微相分离具有非常重要的意义。

傅立叶变换红外光谱法、差示扫描量热法和热机械分析法是表征微相分离的常用手段。WANG Xia等采用红外光谱法、热机械分析法等手段，研究了氟化的聚氨酯中的氟对该体系微相分离的影响。结果表明，氟含量的增加能提高软硬段间氢键相互作用，从而减少了微相分离。多英全等研究了环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚基热塑性聚氨酯弹性体氢键体系，认为分子间的氢键是微相分离过程的主要推动力。菅晓霞等通过氢键位置的变化，结合力学性能测试结果，建立了PBT 弹性体结构与力学性能之间的关系。陈福泰等研究结果表明，热塑性聚氨酯弹性体具有微相分离的特征,随着聚乙二醇分子量的增大,微相分离程度增加,拉伸强度和延伸率也随着增加。有关PBT弹性体的燃烧性能、力学性能和内部氢键作用的文献报道较多，主要是以4,4-二甲基甲烷二异氰酸酯(MDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为固化剂，但针对固化剂为TDI的PBT弹性体，它的不同硬段含量对该PBT弹性体的微相分离与形态结构影响规律的研究鲜见报道。本文以3,3-双(叠氮甲基)环氧丁烷-四氢呋喃共聚醚(PBT)为软段，甲苯二异氰酸酯(TDI)为固化剂制备了PBT叠氮型聚氨酯弹性体，采用红外光谱法(FTIR)对其结构进行了表征，并计算出弹性体的氢键化程度；采用流变法测定了PBT叠氮聚氨酯弹性体的玻璃化转变温度，并定量计算出PBT/TDI/BDO弹性体微相分离的程度。

与PBT叠氮聚氨酯弹性体的纯软段相玻璃化转变温度相比，引入TDI和扩链剂作为硬段的两种弹性体，它们的软段玻璃化转变温度(Tgs)均有显著提高。其中，PBT /TDI / BDO弹性体的Tgs最大提高了约17 ℃，PBT / TDI / BDO / Glycerol弹性体的Tgs最大提高了约20℃。随着两种PBT弹性体中硬段含量的增加，其硬段的玻璃化转变温度(Tgh)也随之增加，但软段玻璃化转变温度(Tgs)变化并不明显。这是由于PBT叠氮聚氨酯弹性体加入硬段后，部分的硬段溶入了软段相中，阻碍了软段链段的运动。因此，相比纯软段相玻璃化转变温度，两种弹性体的软段玻璃化转变温度均有很大提高，只是由于两种弹性体中硬段溶入软段相的量较少，弹性体中硬段含量的变化不会显著影响到弹性体的软段玻璃化转变温度。

两种PBT弹性体中硬段的玻璃化转变温度(Tgh)均随着硬段含量的增加而增加。这是由于PBT弹性体中硬段含量增加，分子链的刚性增加，分子链运动能力变弱，硬段的聚集能力增强，有利于形成硬段岛区，导致弹性体的硬段玻璃化转变温度升高。对于同一硬段含量的不同PBT弹性体来说，PBT/TDI/BDO/Glycerol弹性体的软硬段的玻璃化转变温度比PBT/TDI/BDO弹性体有显著的升高。因为PBT/TDI/BDO/Glycerol弹性体是加入交联剂的PBT弹性体，形成了更加稳固的网络结构，其具有比PBT/TDI/BDO弹性体更高的软硬段玻璃化转变温度。

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