用于喷墨打印工艺的光固化含能墨水的研究

摘要

本文设计并合成了含能预聚物单体以及含能单体，利用硝化棉调节粘度，采用超声混合法将其制备成含能墨水，注入三维打印快速成型系统的针筒中，分别在硅板、损坏的半导体桥以及完好的半导体桥基底上打印含能图形，经过紫外光固化后成功制得含能薄膜，并探索了其电爆性能。与以往在溶剂中添加固体含能材料制备含能墨水法相比，利用该方法制备的含能墨水具有较好的流动性，且有效解决了因为溶剂挥发造成的打印针头堵塞的问题。
　　本研究主要内容包括：⑴在充分考虑能量最大化、实验可行性以及紫外光固化墨水特性的前提下，设计了含能预聚物单体以及含能单体的结构。⑵成功合成了含能预聚物单体以及含能单体，利用1H-NMR、13C-NMR和MS-GC分别对中间产物及最终产物进行了分析验证。⑶探索了硝化棉在含能墨水中的加入量对含能墨水粘度的调节作用，发现2 g含能预聚物单体中硝化棉加入量为300 mg时含能墨水的粘度最有利于喷墨打印。⑷利用合成的含能预聚物单体和含能单体设计了两种配方并制备了相应含能墨水，再将含能墨水分别在硅板、损坏的半导体桥和完好的半导体桥基底上打印含能图形，经过紫外光固化，成功制备得到含能薄膜，最后通过点火实验证明含能薄膜能够成功实现发火。⑸研究了静电冲击对半导体桥电阻以及发火时间的影响，证明半导体桥的发火可靠性较易受到静电冲击的影响。本文中经光固化含能薄膜对外加电冲击表现出其独特的性能，这些成果为新概念火工品的研究与发展开辟了一个新的方向。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 含能材料的概述

1．2．1 含能材料

1．2．2 含能聚合物

1．2．3 含能聚合物的分类

1．2．4 含能聚合物单体的合成方法

1．2．5 含能聚合物的合成方法

1．3 快速成型技术概述

1．3．1 快速成型技术

1．3．2 喷墨打印技术

1．4 紫外光固化墨水

1．5 本文主要内容

2 含能聚合物单体的制备与表征

2．1．实验路线设计

2．1．1 含能预聚物单体的设计

2．1．2 含能单体的设计

2．2 实验仪器及试剂

2．3 实验步骤

2．3．1 含能预聚物单体的合成

2．3．2 含能单体的合成

2．4 结果与讨论

2．4．1 含能预聚物单体的表征

2．4．2 含能单体的表征

2．5 本章小结

3 含能墨水的喷墨打印快速成型

3．1 含能墨水的配方设计

3．2 含能薄膜的制备

3．2．1 含能墨水的准备

3．2．2 含能墨水的喷墨打印快速成型

3．3 含能薄膜的点火

3．4 小结

4 静电对半导体桥性能影响

4．1 半导体桥静电影响

4．2 静电对电阻的影响实验

4．3 静电对发火时间的影响实验

4．4 半导体桥静电结果分析

4．4．1 静电对半导体桥电阻的结果分析

4．4．2 静电对半导体桥发火时间的结果分析

4．5 小结

5 结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和出版著作情况

攻读硕士学位期间学术成果获奖情况