硼HTPB黏合剂基体界面作用

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1、DOI:10.16572/j.issn1672-2191.2015.03.022化学推进剂与高分子材料2015年第13卷第3期ChemicalPropellants&PolymericMaterials·69·硼与HTPB黏合剂基体的界面作用赵程远，马新刚，池旭辉，苏晶（中国航天科技集团四院四十二所，湖北襄阳441003）摘要：制备了含硼丁羟（HTPB）胶片，通过扫描电镜（SEM）分析了胶片断面形貌，并采用庞氏kv值法考察了B/HTPB黏合剂基体的界面作用，结果显示B/HTPB黏合剂基体界面作用良好。通过傅里叶红外（FT–IR）光谱

2、分析，B与HTPB黏合剂基体界面作用机理为B与—NHCOO—基团中C—O键的O存在配位作用，这增强了B/丁羟聚氨酯界面作用。关键词：硼；丁羟聚氨酯；界面作用中图分类号：V512文献标识码：A文章编号：1672–2191(2015)03–0069–04复合固体推进剂中，填料和基体的界面作用式如何？B在胶片拉伸过程中是否会“脱湿”？是影响其力学性能的关键因素，因此填料/基体的仅通过接触角计算黏附功并不能说明这些问题。界面作用一直是推进剂中的研究重点。B具有能本实验主要通过制备含硼丁羟胶片，借助扫量特性突出、燃烧产物洁净等特点，是固体冲压

3、描电镜（SEM）和庞氏kv值法等手段考察了含硼丁[1]发动机中首选的非金属燃料。高纯B粉现可以羟胶片拉伸断裂过程中B/丁羟聚氨酯的界面作[2]直接用于丁羟推进剂配方，但是关于B/丁羟聚用，并通过红外光谱（IR）分析了空白丁羟胶片和氨酯的界面作用研究还很少。含硼丁羟胶片的结构差异，判断其内部是否有硼目前对于界面性能的研究方法主要有接触角酯结构，分析硼的缺电子特性对B/HTPB黏合剂[3]法、力学强度法、显微镜法以及酸碱法。有文基体界面作用的影响。献采用测定接触角计算黏附功和界面张力的方法1实验部分研究了B粉与不同黏合剂体系以及推进剂体

4、系内1.1原料及试样制备不同组分的界面作用，结果显示无定形B粉与端HTPB的羟值为0.688mmol/g；TDI（甲苯二羟基聚丁二烯（HTPB）具有较大的黏附功和铺展系[4–5]异氰酸酯）的质量分数为98%；AP（高氯酸铵）为数。有文献研究了B与HTPB工艺性能，认超细级，粒径约3μm；B为自处理高纯硼，粒径为B粉表面B2O3等杂质与HTPB缩合生成硼酸[6]约1.5μm，质量分数≥95%。各胶片的组成如表酯是造成工艺恶化的主要原因。硼作为第二周1所示。期第ⅢA族非金属元素，是典型的缺电子原子，表1胶片组成其有很强的接受电子对的能力

5、，其在形成共价化Tab.1Compositionoffilms[7]合物时价电子层也常常形成未充满的价层结构。w/%B共价化合物中的B原子常常具有空的sp2杂化编号HTPB+TDIAPB轨道，能够和电子对供体形成稳定的络合物，这空白胶片100[8]是硼酸酯类键合剂键合作用的基本原理。AP填充6040硼粉填充6040那么B粉和HTPB在固化过程中是否会生成硼酸酯使B/丁羟聚氨酯界面得到增强？在丁羟聚称量各组分置于烧杯中，搅拌均匀后倒入聚氨酯黏合剂体系中同样存在着N、O等电子对供四氟乙烯模具中；真空除气泡后置于50℃烘箱中体，硼是否能和

6、这些电子对供体作用，作用的方固化7d；脱模制成试件备用。收稿日期:2013–01–26作者简介:赵程远(1988–)，男，在读硕士，从事固体推进剂贮存性能研究。电子信箱:zhaochy1988@126.com化学推进剂与高分子材料·70·ChemicalPropellants&PolymericMaterials2015年第13卷第3期1.2性能测试2结果与讨论利用SANS公司CMT4203–3A型试验机进2.1胶片断面形貌分析行单轴拉伸试验，试验温度25℃，拉伸速率为SEM法是常用的直观观察填料/基体界面状100mm/min；采用

7、美国FEI公司的Quanta650型况的方法，通过对试样拉伸断面进行电镜扫描，扫描电镜对单轴拉伸试验试样断面进行断面扫描；可得到颗粒在基体中的分布、填料/基体黏结状况采用德国BRUKER公司EQUINOX55型傅里叶红外光谱（FT–IR）仪及其全反射附件（ATR）对试样等信息。对AP填充胶片、B填充胶片以及空白胶进行红外光谱测试。片的拉伸断面进行电镜扫描，结果见图1。40μm50μm50μmAP填充胶片B填充胶片空白胶片图1试样拉伸断面SEM图Fig.1SEMphotographsofsampletensilefracturesec

8、tion从图1可看出：①对于空白胶片，其断面光滑平整。②AP填充胶片的断面粗糙，表面有明显的AP颗粒以及AP颗粒被拔出的孔洞；较大的APAP颗粒周边有明显的孔穴；在胶片的拉伸过程中，AP颗粒与基体之间被拉开形成微孔，随着伸长率的增加，