BAMO-THF共聚物的微观序列结构及结晶性能研究

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通过两种及两种以上单体共聚改变聚合物序列结构是改善推进剂用粘合剂性能的有效手段之一,深入了解BAMO-THF共聚物的序列结构特征对宽温、高能战术导弹固体推进剂用粘合剂的改性和分子设计具有理论指导意义。本文以BAMO-THF共聚物为研究对象,进行理论计算、计算机模拟和实验分析,利用13C-NMR、1H-NMR、2D-NMR等方法研究了BAMO-THF共聚物的微观序列结构、端羟基化学环境等,利用DMA、POM、DSC、XRD等手段研究了BAMO-THF共聚物的结晶特征,课题主要研究成果如下:(1)BAMO-THF共聚物的微观序列结构研究从理论层面研究了BAMO/THF单体共聚时的竞聚率,知BAMO/THF共聚很难形成交替共聚物,对不同投料比的BAMO-THF共聚物的平均序列长度和链段分布进行了预测。元素分析结果显示共聚体系中BAMO单体摩尔含量高于THF,利用核磁手段对BAMO-THF的特征峰进行合理归属,研究了共聚体系中单体单元的摩尔比、交替度、无规度、二单元结构、三单元结构的比例以及平均序列长度等,建立了一套研究BAMO-THF共聚物微观序列结构的计算方法。(2)BAMO-THF共聚物端基结构特性研究BAMO-THF共聚物分子链的封端结构影响弹性体网络交联工艺及其力学性能,采用核磁和计算机模拟的手段研究了端羟基化学种类、含量以及封端羟基反应活性,BAMO-THF共聚体系中包含BB-OH、BT-OH、TB-OH、BBT-OH等12种羟基活性不同的封端结构,运用Gaussian09计算程序研究不同结构中氢氧原子的Hirshfeld电荷、Mulliken电荷情况,获知端羟基活性大小顺序为:HO-TT>HO-BTB>HO-TTT>HO-BB。(3)BAMO-THF共聚物结晶特性研究研究了BAMO-THF共聚物结晶性能与温度的变化关系,共聚物在正交偏振光下有Maltese十字消光现象且符合聚合物结晶的一般形貌——球晶,晶体熔融温度范围为34oC45oC,BAMO链段为主要致晶单元。共聚物中晶体的存在使体系粘度增大并影响粘度的温度敏感性,原因是晶体形成交联点,体系中摩擦力增大,使粘度升高,45oC前后粘度变化曲线出现明显拐点,粘度随温度变化曲线趋势与结晶行为一致。
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