GAP含能粘合剂固化剂的和固化工艺(2)
2.2.2 固化剂热性质分析 7
2.3 小结 9
3. 固化剂与GAP反应活性的研究 10
3.1 固化反应红外跟踪 10
3.1.1 实验仪器及条件 10
3.1.2 红外跟踪结果分析 10
3.2 固化反应动力学研究 12
3.2.1 实验仪器及条件 12
3.2.2 非等温曲线分析 12
3.2.3 动力学参数的计算 13
3.3 小结 15
4. 固化胶片性能分析 17
4.1胶片形貌分析 17
4.2 胶片静态力学性能分析 18
4.3能量特性分析 20
4.4 小结 22
结 论 23
致 谢 24
参考文献25
1. 绪论
1.1 背景简介
含能粘合剂是含有某些能量官能团的粘合剂，与普通粘合剂有很大差别，但粘合剂的基本作用是将各种组分均匀粘合在一起，含能官能团分为硝铵(N-NO2)类、硝基（C-NO2）类、硝酸酯（-ONO2）类、炔基（C≡C）类以及叠氮类（C-N3）等等，含能粘合剂除了需要具备一般惰性粘合剂性能外，还提供能量以对外做功[1,2]，现在世界各国研究的含能粘合剂主要是硝酸酯类粘合剂和叠氮类粘合剂[3]。
在推进剂中叠氮类粘合剂应用广泛，叠氮类粘合剂主要有：聚叠氮缩水甘油醚（简称GAP）[4]、枝化聚叠氮缩水甘油醚（简称B-GAP）、3-叠氮甲基-3-甲基氧丁环（简称AMMO）以及二叠氮甲基氧丁环（简称BAMO）。而聚叠氮缩水甘油醚（GAP）是研究最为活跃的叠氮类粘合剂[5-6]之一，是目前国内外研究的重点。
GAP原料来源广泛[7,8]，含氮量大使得其有很高的生成热(154.6kJ/mol)和适当的密度（1.3g/cm3），其热稳定性优良，感度与玻璃化温度都比较低。与其它叠氮粘合剂相比，其在以下几方面比较突出：（1）能提高推进剂的比冲和燃速；（2）有良好的物理相容性和化学相容性；（3）降低推进剂燃烧时烟焰，特征信号小；（4）GAP合成工艺相对成熟，成本相对低廉。
GAP是黄色粘稠液体，主链两端是两羟基，而侧链上有叠氮基团。GAP传统的固化方式是利用其端羟基与异氰酸反应来固化反应形成聚氨酯网络，其固化反应如下所示：
但是异氰酸酯固化GAP受其端羟基数量的限制，使得其力学性能的可调范围较小。此外，异氰酸可与水反应生成气体，影响推进剂整体的力学性能，异氰酸酯固化GAP对艺条件和原料特性尤其水分含量要求比较严格；再加上与一些新型含能材料二硝基酰胺（ADN）和硝仿肼（HNF）等不相容，因此研究非异氰酸酯固化就显得很重要。
Micheal[9]研究利用叠氮与炔基化合物反应生成制备三唑化合物和其衍生物以来，1,3偶极环加成反应就越来越受到人们的重视[10-12]。点击化学反应具有高效、高选择性，而且反应条件温和，没有副产物产生，因此，可利用端炔基与GAP侧链的叠氮基反应，从而固化GAP。其固化反应如下所示：
此反应生成三唑，不仅能提高GAP的能量特性，而且反应条件温和，选择性强，不受水分和氨基以及羟基等活性基团的影响，此外原料炔基试剂的毒性远要小于异氰酸酯，用此法固化所需的固化剂最少，而且性能优异，提高了GAP的能量性能等，此外用此方法固化GAP，工艺简单，对环境要求不是很高。
1.2 国内外研究现状
1.3 本论文研究内容
本文以GAP作为研究对象，采用三炔基化合物实现GAP的非异氰酸酯固化，并与N100固化GAP进行性能对比。本文主要由以下几部分组成：