聚叠氮热塑性弹性体的合成及其增韧硝化纤维素的制备复合高分子材料的研究(3)
1.4.1 溶剂塑化法
硝化棉的增塑剂有惰性增塑剂及对之对应的含能增塑剂两大类。常用的惰性增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二辛酯（DOP）等，是塑料生产改性过程的中常用的通用增塑剂，常用的含能增塑剂主要有硝化甘油（NG）、硝化二乙二醇（DEGDN）、等硝酸酯基、硝基或叠氮基化合物[31]。惰性增塑剂的特点是不含能，却有较好的加工性能，在双基推进剂中有广泛的应用。惰性增塑剂主要作用是增加未固化推进剂药浆的流动性，流动性的提高有利于其成型加工。同时也增加粘结剂的塑性，可塑性的提升改善了推进剂的低温力学性能，增加了粘结剂的应用温宽。含能增塑剂在实际应用中充当硝化棉的溶剂，促进硝化棉的溶解塑化，从而改善推进剂的成型加工，从本质上来说也起到增塑剂的作用。虽然增塑剂的加入能够在一定程度上降低混合体系的玻璃化温度，但同时对加入的增塑剂的含量是有限制，其上限一般是增塑剂对NC的相溶性界限，超过上限，过量的增塑剂会使共混体系产生明显的相分离，从而导致增塑剂以汽液体挥发或以结晶形式迁移到产品表面，反而降低体系的力学性能。
1.4.2 化学交联法
由于小分子增塑剂增塑NC时存在相容性上限等因素，加工成型后的推进剂有时会产生汗析现象，相溶性较差时甚至会破坏推进剂的均匀性，从而使推进剂的强度降低，表面燃速增加，此等不良影响对推进剂的安全造成重大影响[32]。针对以上问题，在分子水平上，对NC分子进行化学改性，能有效避免这些现象，常用的方法有接枝改性和交联改性。通过接枝改性可得到具有一定长度侧链的支化型大分子，此类分子中侧链充当了“内增塑剂”，从本质上提高其力学性能，而化学改性方法的多样性可以满足其在各种环境中对分子的要求，在很大程度上提高制品的低温力学性能[33]；制备具有一定支链的NC 衍生物，替代或部分替代原NC粘结剂，能显著改善双基推进剂的力学性能，特别是对粘合剂的低温延伸率上有优良提升，使双基推进剂有更好的低温适应性。还有一种常用的化学改性是交联改性，通过交联形成具有一定的交联网络结构，此类结构对提高NC 的高温力学性能有显著效果，但不能改善体系的低温力学性能。在NC 的交联改性方面， 丁海琴等[34]用GAP与MDI合成预聚物弹性体，再将预聚物上残存的—NCO与NC上残余的—OH进行交联反应形成网络结构，从而改善NC性能。
1.4.3 物理共混法
物理共混法的原理是采用不同的聚合物与NC共混，运用复合材料改性思想互补两者优点，起到改善性能的目的。例如加入低玻璃化温度的聚合物可降低NC系统的玻璃化温度，由于不含能的聚合物在提高其力学性能时会降低其能量性能，而ETPE共混改性NC则不存在以上问题，但是在共混物的安定性方面和工艺上尚有待解决的问题。丁海琴等探索了一种安全、简单的聚叠氮缩水甘油醚聚氨酯弹性体GAPE和NC共混改性方法，采用溶液共混法制得一组不同质量比的GAPE/NC 共混聚合物，并对共混物的力学性能和热力学性能进行了表征。结果表明，GAPE/NC共混体系具有良好的相溶性。热力学性能测试显示了改性后的共混物的玻璃化温度均低于–10 ℃，说明共混体系有较好的低温性能。力学性能结构显示了随GAPE 质量分数的增加，共混体系的抗拉强度略有下降，断裂伸长率均有所提高[35]。
1.5 课题背景和研究内容
1.5.1 课题背景
推进剂、发射药的发展历史规律表明，粘结剂技术的发展是推进剂发展的前提，在某种程度上决定了推进剂的性能。在实际应用环境下，推进剂在要考虑能量、加工、安全、性能等要素的相互影响、制约，为了满足不同武器的军事要求，对性能优良粘结剂的需求越来越高，粘结剂技术仍然是一项长期且重要的研究内容。