环氧包覆材料改性方向何在环氧包覆材料改性方向何在林颖娴

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火箭/导弹的行为不仅取决于推进剂而且一定程度上也取决于包覆体系。环氧树脂粘结性高、收缩率低、耐热性好且化学惰性，理论上可以作为推进剂的包覆材料。但常用环氧树脂脆性大、韧性不足，为此需进行增韧改性，如何提高环氧树脂的韧性(延伸率)是环氧包覆材料发展的关键所在在民用工业上环氧树脂改善脆性的常用方法，是通过加入诸如端羧基丁腈橡胶(CTBN)、端胺基丁腈橡胶(ATBN)、聚氨酯、聚硫橡胶(PS)、液体丙烯酸酯树脂、硅橡胶之类的液体橡胶来实现的，其中效果最好的当属聚氨酯。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，聚氨酯中由于存在软段和硬段从而形成两相结构，这种两相结构的存在吸收了材料断裂时的大部分能量，从而赋予聚氨酯材料优良的强度和韧性。但是聚氨酯由于其吸湿性问题的存在而工艺繁琐，受气候因素影响大、操作不慎极易形成气孔，若采用聚氨酯改性环氧既保证了环氧树脂的高的粘结性能和强度，又能吸收聚氨酯链段韧性好的特点。专家说通常用作改性环氧的聚氨酯，典型的代表是聚四氢呋喃二元醇与TDI反应生成端异氰酸酯的预聚体，改性用的固化剂是3，3’2二氯24，4’2二胺基二苯甲烷(MOCA),MOCA的氨基在常温下对NCO基的活性大，生成脲基在120℃条件下NCO基通过2个途径改性:一是与脲基反应生成缩二脲；二是与环氧基反应生成恶唑啉酮，完成固化交联，固化物具有优异的力学性能，如拉伸强度>54MPa、延伸率>150%，然而如此高的固化温度对推进剂装药的包覆来说是行不通的。目前聚氨酯改性环氧研究较多的是含端胺基和脲基的聚氨酯改性剂，先合成出端异氰酸酯预聚体，然后与小分子胺反应生成含活泼氨基氢原子和氨酯基、脲基的新型固化剂。业界已合成出用于飞机涂层的含脲基和端胺基的柔性环氧固化剂，并研究了含刚性链节和脲端基聚醚增韧剂改性环氧树脂，还对对聚脲基氨酯增强增韧环氧树脂进行了研究，均取得了相当不错的改性效果，同时由于在固化剂中引入了柔性结构使得固化温度得到了降低。但遗憾的是这几种改性剂常温下为固体，难以满足包覆材料操作的要求。因此虽然关于聚氨酯改性环氧的研究很多，但是至今仍无与包覆层相关的报道。理想的环氧包覆材料应从环氧粘合剂和固化剂组分2方面入手。对环氧组份而言常用的双酚A环氧由于分子量小、环氧值高、形成的交联密度大，以及分子主链中大量的刚性苯环的存在，必然会造成材料的脆性。为了提高包覆材料与推进剂装药中的RDX、HMX的粘接性，可以考虑将异氰脲酸酯基碳氮杂环结构引入大分子环氧组分中，同时在分子主链中引入聚醚结构以增强环氧的韧性。对于固化剂而言，鉴于聚氨酯包覆材料的成功以及聚氨酯增韧改性环氧的发展，可以考虑合成出端胺基的液体聚氨酯预聚体。这种双组分同时进行了改性的环氧树脂将是环氧包覆材料的发展方向之一。

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