阴离子合成高1，4-结构含量端羟基聚丁二烯的研究

摘要

端羟基聚丁二烯（又名丁羟胶、HTPB）是指聚丁二烯链的末端含有羟基的一种液体橡胶，固化后形成的交联网络具有优异的力学性能，因此大量用作火箭、导弹固体推进剂的胶粘剂。目前，随着对导弹射程的要求越来越远，对丁羟胶性能的要求也越来越高，急需耐温性能、力学性能优良的丁羟胶。而丁羟胶的这些宏观性能受分子链微观结构的显著影响，例如随着1，4-结构含量的增高，丁羟胶的Tg降低，呈现耐低温性能增强的橡胶态；反之，随着1，2-结构含量的增高，Tg也增高，呈现塑料态。
　　 采用自由基聚合方法合成的丁羟胶1，4-结构含量约为77％，难于进一步提高，而且分子量分布宽，羟基分布不精确，造成交联网格不均匀，因而力学性能较差。阴离子聚合可以进一步提高丁羟胶1，4-结构的含量，获得窄的分子量分布，羟基分布可精确调控，因此，近年来采用阴离子聚合方法合成丁羟胶日益受到人们的重视。
　　 近年来，随着我国航天、航空事业的迅速发展，对HTPB作为固体导弹推进剂粘合剂的力学性能要求也不断提高。目前，国内端羟基聚丁二烯液体橡胶的生产厂家主要有兰州石化公司和黎明化工研究院。两家的生产技术都是自主研发的，均采用自由基溶液聚合的技术路线。该法合成的丁羟胶存在产品分子量分布宽，分子量和羟值精确控制困难，黏度高，产品批次间差异大，放大效应明显等缺点，导致其应用性能不稳定。军品急需开发一种分子量分布窄、羟基官能度接近2的HTPB，使其稳定应用于现有型号固体导弹推进剂的生产和未来型号的研制十分必要。最近我们道了一种可溶于非极性溶剂的、含保护基团的新型引发剂，使异戊二烯的阴离子聚合可以在非极性溶剂中进行，从而获得了目前报道最高1，4-结构含量的端羟基聚异戊二烯(HTPI)。
　　 本课题在这一研究基础上，进一步扩展合成性能优于HTPI的丁羟胶，以期获得满足当前固体推进剂对高性能胶粘剂的紧迫要求。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 聚合单体

1.3 引发剂

1.3.1 烷基单锂引发剂

1.3.2 烷基双锂引发剂

1.3.3 烷基多锂引发剂

1.3.4 保护官能化烷基锂引发剂

1.4 溶剂

1.5 聚合

1.5.1 链引发反应

1.5.2 链增长反应

1.6 聚合条件

1.6.1 仪器设备

1.6.2 精制

1.7 本文设计思路及研究内容

参考文献

第二章 高1,4-结构含量的端羟基聚丁二烯的合成

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 原料及其精制

2.2.2 实验设备及其除杂处理

2.2.3 含硅烷保护羟基的丙基锂的合成

2.2.4 丁二烯的阴离子聚合

2.2.5 聚丁二烯的酸解

2.2.6 后处理精制工艺

2.2.7 分析测试

2.3 结果与讨论

2.3.1 硅烷保护羟基丙基锂引发剂的合成与表征

2.3.2 丁羟胶的合成与表征

2.4 应用情况

2.5 结论

第三章 附件

附件一、 阴离子丁羟常规指标测试方法

3.1 暂定技术指标

3.2 分析方法

3.2.1 数均分子量(VPO)

3.2.2 羟值的测定

3.2.3 水质量分数的测定

3.2.4 粘度的测定

3.2.5 挥发物质量分数的测定

3.2.6 分子量及其分布的测定(GPC)

附件二、应用报告

结论

致谢

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