Page 13 - 《含能之美》2019封面论文
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            GAP 基 自 修 复 粘 结 剂 的 制 备 及 性 能
            文章编号：1006‐9941（2019）02‐0131‐06


            GAP 基自修复粘结剂的制备及性能


            菅晓霞，宋育芳，赵盟辉，梁 益，周伟良，肖乐勤
           （南京理工大学 化工学院，江苏 南京 210094）


            摘  要： 为了延长粘结剂的储存寿命，采用一步法将具有可自修复性能的双硫官能团引入叠氮粘结剂中，首次合成了具有自修复
            性能的聚叠氮缩水甘油醚（GAP）基自修复粘结剂。通过傅里叶红外光谱（FTIR）、X 射线衍射（XRD）和光学显微镜对其结构和表面
            形貌进行表征，在此基础上，通过自修复前后拉伸强度的变化，考察了不同自修复温度和不同自修复时间下的自修复效率。结果显
            示：合成的 GAP 基自修复粘结剂具有聚氨酯结构，60 ℃下 24 h 后表面裂纹基本愈合完全。提高自修复温度和延长自修复时间，均
            有助于提高体系的自修复效率。同时随着交联剂质量分数的增加，自修复效率先提高后降低，其中交联剂质量分数为 8% 的配方，
            自修复效率可达 98.2%，相对于自修复效率为 61.7% 的对比样，表明双硫官能团的引入能够提高体系的自修复效率。
            关键词：聚叠氮缩水甘油醚（GAP）；自修复；双硫键；粘结剂
                                              文献标志码：A                                    DOI：10.11943/CJEM2018169
            中图分类号：TJ55；TJ04；







                                                                聚氨酯自修复弹性体，其首次自修复效率高达 95%，
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                引 言
                                                                二次自修复效率为 62.3%。本课题组                ［10］ 曾制备了以
                                                                聚四氢呋喃作软段，羟乙基二硫化物为扩链剂的自修
                粘结剂在火炸药配方中，起着基体和骨架的作用，
                                                                复聚氨酯，拉伸强度达 5 MPa，断裂伸长率为 700%，
                                                         ［1］
            其自身性质的优劣，将在很大程度上决定火药性能 。
                                                                该体系利用氢键和双硫的协同作用，在 60 ℃下，6 h 可
            引入自修复官能团，利用其结构自身在一定条件下的
                                                                实现完全自修复。目前还没有关于双硫自修复在含能
            自修复，不但可以延长粘结剂的储存寿命，而且可以通
                                                                粘结剂中应用的报道。
            过自修复来减少火药内微裂纹导致的力学性能下降，
                                                                     为此，本研究通过采用含双硫官能团的扩链剂，制
            具有一定的实际意义。
                                             ［2-5］              备 得 到 了 具 有 聚 氨 酯 结 构 的 聚 叠 氮 缩 水 甘 油 醚
                具有自修复性的官能团种类众多                   ，但是目前报
                                                                （GAP）基自修复粘结剂，并表征了其结构，采用光学
            道的大多数官能团实现自修复的温度普遍偏高。双硫
            键可在低于 60 ℃下发生可逆置换反应，实现对材料的                          显微镜对自修复前后的形貌进行考察，结合自修复前
            自修复，属于一种弱共价键，可满足火药的加工要求，                            后试样拉伸强度的变化，考察了自修复温度，自修复时
                                       ［6-7］
            具有其他材料无法比拟的优势                  。目前关于含双硫             间以及不同交联剂质量分数下体系的自修复效率，并
                                               ［8］
            键自修复的体系报道较多，Rekondo 等                利用含有苯          与不含自修复官能团的对比样进行了对比。
            环的 4，4'‐二氨基二苯二硫醚作为扩链剂，以聚醚多
                                                                2
            元醇为主链合成了具有一定自修复性的热固性聚氨                                  实验部分
                                             ［9］
                                                                2.1  试剂与仪器
            酯，在常温下可实现自修复。王巍巍                   利用含双硫键
            的 4，4'‐二氨基二苯二硫醚作为扩链剂制备了聚酯型
                                                                     试 剂 ：聚 叠 氮 缩 水 甘 油 醚（GAP），羟 值
                                                                              -1
            收稿日期：2018⁃06⁃26；修回日期：2018‐08⁃15                     0.316 mmol·g ，黎明化工研究设计院有限责任公司；
            网络出版日期：2018‐10‐30
                                                                异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、三羟甲基丙烷（TMP）和
            基金项目：国防科技项目基金（0106069）
                                                                二月桂酸二丁基锡（DBTDL），均为分析纯，阿拉丁试
            作 者 简 介 ：菅 晓 霞（1980-），讲 师 ，博 士 ，从 事 高 分 子 材 料 和 含 能 材
            料研究，e‐mail：jxx259@163.com                           剂；双（2‐羟乙基）二硫醚（HEDS），分析纯，梯希爱（上
            引 用 本 文 ：菅 晓 霞 ,宋 育 芳 ,赵 盟 辉 ，等 . GAP 基 自 修 复 粘 结 剂 的 制 备 及 性 能 [J]. 含 能 材 料 ,2019,27(2): 131-136.
            JIAN Xiao⁃xia,SONG Yu⁃fang,ZHAO Meng⁃hui,et al. Preparation and Performance of Self⁃healing Binder Based on GAP[J]. Chinese Journal of Energetic Materials
           （Hanneng Cailiao）,2019,27(2): 131-136.
            CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS              含能材料                2019 年  第 27 卷  第 2 期 （131-136）
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