GAP 基含能熱塑性彈性體可控聚合與應用

盧先明，陳 淼，莫洪昌，徐明輝，2，劉 寧，2

（1. 西安近代化學研究所，陜西 西安 710065；2. 氟氮化工資源高效開發與利用國家重點實驗室，陜西 西安 710065）

1 引言

含能熱塑性彈性體（ETPE）多指在聚合物分子結構中引入—NO2、—ONO2、—N3、—NF2、—NNO2等能量基團，具有含能特性的熱塑性彈性體。自20 世紀90 年代以來，ETPE 因具有鮮明的3R 特性（recycle，recover，reuse）脫穎而出，現已成為世界各國競相研究和發展的高性能、不敏感且與環境相容的含能材料［1-3］。ETPE的品種也從單一的聚疊氮縮水甘油醚（GAP）基ETPE［4-5］（以下簡稱GETPE）發展衍生出3，3?雙疊氮甲基氧雜環丁烷（BAMO）/GAP 基ETPE［6-9］、BAMO/3?疊氮甲基?3?甲基氧雜環丁烷（AMMO）基ETPE［10-11］等多個品種。

GETPE 是ETPE 中發展較早、較為成熟的品種，已在高固含量推進劑、高能PBX 炸藥和發射藥等應用中取得了良好的效果［2］。數均相對分子質量（Mn）是決定GETPE 性能的主要因素，它會影響黏合劑及其制品的力學性能、流變性能、加工性能以及加工條件的選擇，GETPE 的用途也隨Mn不同而有所差異，因此制備Mn可控的GETPE 十分關鍵［12-13］。目前壓裝高聚物黏結炸藥（PBX）常用GETPE 的Mn范圍為20000～40000，在滿足力學性能的條件下其對成型工藝性能要求較高；壓伸推進劑與發射藥常用GETPE 的Mn為30000～60000，對力學性能和成型工藝性能均有較高要求。

理論上，通過控制—NCO/—OH 的摩爾比值（R值）可以獲得特定Mn的聚氨酯彈性體［13］，然而實際并非如此，如王 建峰［9］在 合成BAMO?GAP 基ETPE 時R值均控制為0.98，卻獲得了Mn為16573、21829、27632等相差較大的ETPE 產品。由于原料純度較低、預聚物官能度低于理論值、發生副反應等原因，實測值與設計值往往存在較大偏差，且偏差隨目標聚合物Mn的增大而增大，因此在合成較大Mn聚合物時（Mn≥10000），依據R值并不能控制其Mn。……