二氟氨基类含能粘合剂的合成及性能研究

发布时间：2022-10-29 14:02

　　二氟氨基类含能粘合剂由于其能量较高,已逐渐成为固体推进剂和高分子粘结炸药中含能粘合剂的发展方向之一。其中,新戊基结构的二氟氨基类含能粘合剂由于具备稳定结构,发展前景较好,但此类粘合剂还存在诸如单体合成路线不完善、玻璃化转变温度偏高、种类偏少、性能单一等问题。因此,本文围绕3-二氟氨甲基-3-甲基氧杂环丁烷（DFAMO）合成路线的设计与优化、DFAMO均聚物（PDFAMO）的合成与性能、二氟氨基类含能粘合剂种类的延拓及玻璃化转变温度的降低这四个方面开展研究,主要工作如下:基于DFAMO新戊基碳的结构特征,对其合成路线进行了设计,得到了以三羟甲基乙烷为原料,经过溴代酯化、碱性关环、高压胺化、酰胺保护、低温氟化的五步合成法,总收率为43%。将3-溴甲基-3-甲基氧杂环丁烷铵盐作为反应中间体,在不影响收率的前提下,实现了合成工艺的简化和反应效率的提高。基于阳离子溶液聚合,以三氟化硼乙醚（TFBE）/1,4-丁二醇（BDO）为催化体系,1,2-二氯乙烷（DCE）为溶剂,实现了 PDFAMO的合成。重点研究了催化剂用量和反应温度对聚合反应的影响,结果表明,降低催化剂用量及聚合反应温度,能够降低多分... 

【文章页数】：119 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 含能粘合剂的研究现状与发展趋势
        1.2.1 叠氮基类含能粘合剂
        1.2.2 硝酸酯类含能粘合剂
        1.2.3 硝基类含能粘合剂
        1.2.4 硝胺类含能粘合剂
        1.2.5 二氟氨基类含能粘合剂
        1.2.6 含能粘合剂的研究展望
    1.3 本论文的研究内容
2 DFAMO的合成及表征
    2.1 引言
    2.2 DFAMO合成路线的设计
    2.3 实验部分
        2.3.1 主要仪器与试剂
        2.3.2 DFAMO的合成
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 DFAMO的核磁共振分析
        2.4.2 DFAMO的红外光谱分析
        2.4.3 DFAMO的元素分析
    2.5 本章小结
3 PDFAMO的合成、表征及性能研究
    3.1 引言
        3.1.1 DFAMO的聚合反应
        3.1.2 Model-free法研究含能粘合剂的热分解动力学
        3.1.3 含能材料化学相容性的测试方法
    3.2 实验部分
        3.2.1 主要仪器与试剂
        3.2.2 PDFAMO的制备
        3.2.3 化学相容性研究中样品的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 催化剂的种类、催化剂与引发剂的摩尔投料比及反应温度对PDFAMO聚合反应的影响
        3.3.2 PDFAMO的结构表征
        3.3.3 PDFAMO的玻璃化转变温度测定
        3.3.4 PDFAMO的热分解行为、动力学及机理分析
        3.3.5 PDFAMO与火炸药中常用含能组分和惰性材料的化学相容性
    3.4 本章小结
4 PDB、PDA和PDN的合成、表征及性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 主要仪器与试剂
        4.2.2 BAMO的合成
        4.2.3 AMMO的合成
        4.2.4 NIMMO的合成
        4.2.5 PDB的制备
        4.2.6 PDA的制备
        4.2.7 PDN的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 PDB的阳离子溶液聚合反应条件优化
        4.3.2 PDB的结构表征
        4.3.3 PDB的玻璃化转变温度测定
        4.3.4 PDB的热分析
        4.3.5 PDA的阳离子溶液聚合反应条件优化
        4.3.6 PDA的结构表征
        4.3.7 PDA的玻璃化转变温度测定
        4.3.8 PDA的热分析
        4.3.9 PDN的阳离子溶液聚合反应条件优化
        4.3.10 PDN的结构表征
        4.3.11 PDN的玻璃化转变温度测定
        4.3.12 PDN的热分析
    4.4 本章小结
5 PBT、PDT和PBDT的合成、表征及性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 主要仪器和试剂
        5.2.2 BDFAO的合成
        5.2.3 PBT的制备
        5.2.4 PDT的制备
        5.2.5 PBDT的制备
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 PBT的阳离子本体聚合反应条件优化
        5.3.2 PBT的结构表征
        5.3.3 PBT的玻璃化转变温度测定
        5.3.4 PDT的阳离子本体聚合反应条件优化
        5.3.5 PDT的结构表征
        5.3.6 PDT的玻璃化转变温度测定
        5.3.7 PBDT的阳离子本体聚合反应条件优化
        5.3.8 PBDT的结构表征
        5.3.9 PBDT的玻璃化转变温度测定
        5.3.10 PBT、 PDT和PBDT的热分解行为、动力学及机理分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 本文的创新点
    6.3 研究展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]3-叠氮甲基-3-甲基氧杂环丁烷与四氢呋喃共聚醚的合成与表征[J]. 莫洪昌,卢先明,姬月萍,李娜,栗磊,邢颖.  火炸药学报. 2012(05)
[2]3,3-双（二氟氨甲基）氧杂环丁烷的表征及性能[J]. 张明权,刘红雨,高宝柱,张磊,康玲,张可人.  含能材料. 2012(03)
[3]十氢十硼酸双四乙基铵的热行为及其与推进剂主要组分的相容性[J]. 庞维强,薛云娜,樊学忠,胥会祥,石小兵,李洋,李勇宏,王晓飞.  含能材料. 2012(03)
[4]3-硝酸酯甲基-3-甲基氧杂环丁烷与四氢呋喃共聚醚的合成与表征[J]. 莫洪昌,卢先明,李娜,邢颖,韩涛,栗磊,张志刚.  含能材料. 2012(02)
[5]微波合成3,3’-双叠氮甲基环氧丁烷-3-叠氮甲基-3’-甲基环氧丁烷无规共聚物[J]. 张弛,李杰,罗运军,葛震.  化学学报. 2012(04)
[6]丙烯酸偕二硝基丙酯与苯乙烯的共聚合及共聚物性质[J]. 张公正,向星,房永曦,王晓川.  含能材料. 2011(03)
[7]丙烯酸偕二硝基丙酯聚合动力学及与丙烯腈的共聚合[J]. 张公正,王芳,向星.  高分子材料科学与工程. 2010(12)
[8]缩水甘油醚硝酸酯的合成及表征[J]. 莫洪昌,甘孝贤,卢先明,邱少君,刘庆.  含能材料. 2009(04)
[9]聚缩水甘油硝酸酯的热安定性和相容性研究[J]. 周建华,李金山,马卿,夏敬琼.  化学研究与应用. 2009(08)
[10]缩水甘油硝酸酯的绿色合成[J]. 王庆法,石飞,张香文,王莅,米镇涛.  火炸药学报. 2009(02)



本文编号：3697818