高顺式端羟基聚丁二烯(HTPB)的制备与性能

编辑:zhangyao 作者:周勤灼、介素云*、李伯耿 时间:2016年08月16日 访问次数:2860

 高顺式端羟基聚丁二烯(HTPB)的制备与性能

周勤灼、介素云*、李伯耿

(浙江大学化学工程与生物工程学院,化学工程联合国家重点实验室,杭州310027

 

端羟基聚丁二烯(HTPB)是一种遥爪型的半透明液体橡胶,数均分子量一般在200010000g/mol之间,由于本身具有透明度好、粘度低、耐油耐老化、低温性能和加工性能好等优点,与固化剂、交联剂在室温下或高温下,通过分子链末端活性羟基反应可以生成三维网状结构的固化物或弹性体,具有优异的力学性能、良好的耐油耐水性能,特别是耐酸碱、耐磨、耐低温和电绝缘性好。因此,HTPB在民用方面有广泛的应用,可用于生产浇注型弹性体、通用橡胶制品、保温材料、胶黏剂、涂料、灌注材料、防水防腐材料、绝缘材料、建筑材料及环氧树脂改性等等;由于具有优越的机械性能和弹道性能,HTPB还广泛用作固体火箭推进剂的粘合剂。

HTPB的性能受其微观结构影响较大,聚合机理的不同将使其链结构有很大的不同,其性能也有较大的差别。目前,HTPB的制备主要采用自由基溶液聚合法和阴离子聚合法。自由基聚合HTPB中顺式1,4/反式1,4/1,2的比例一般约为20/60/20;而阴离子聚合HTPB一般约为35/55/10。然而,通过上述这两种方法都无法制得高顺式的HTPB

我们以顺丁橡胶为原料,采用氧化裂解的方法制备了端羟基聚丁二烯(图1),在制备过程中,原料顺丁橡胶的高顺式1,4结构将被保留下来,红外光谱和核磁共振图谱(图2)分析结果表明产物HTPB具有高的顺式1,4含量。由于特殊的微观结构,该法制备的HTPB,其分子量及分子量分布可控,平均官能度约为2.0,与目前国内商业化产品相比,具有更低的玻璃化温度和粘度以及好的机械性能和低温流动性(图3)。

1 高顺式HTPB的制备

2 HTPB的红外光谱和核磁共振碳谱(BR9000为原料、HTPB-QL为商业HTPB

 

3 HTPBDSC曲线和流变性能(BR9000为原料、HTPB-QL为商业HTPB