离子液体[PF6]对季戊四醇丙烯醛树脂的增塑性能影响

蔡贾林, 史远通, 罗 观, 郑申声

(中国工程物理研究院化工材料研究所, 四川 绵阳 621999)

1 引 言

季戊四醇丙烯醛树脂(123树脂)是固体推进剂和高聚物粘结炸药(PBX)中重要的粘结剂[1-3]。为了改善推进剂或PBX的力学性能, 降低玻璃化转变温度(Tg), 增加其柔韧性并使之易于加工, 通常需要在配方中加入功能组分增塑剂[4]。目前常用的123树脂增塑剂为邻苯二甲酸酯类,其具有较好的增塑性能和力学性能[5-6],但也有一定的生理毒性,所以目前已被欧、美等发达国家禁用或限用[7-8],因此研发环境友好的123树脂增塑剂具有重要意义。

离子液体(ionic liquids,IL) 是一类新型的“绿色”化合物。近年,采用离子液体作为高分子增塑剂越来越受到关注,与传统增塑剂相比离子液体具有良好的相容性、热稳定性以及无毒性等优点,可以弥补现有增塑剂的某些缺陷[9-11]。与邻苯二甲酸酯类增塑剂相比离子液体具有许多独特的优良性能: (1)“绿色、环保”可克服传统邻苯二甲酸酯类增塑剂的“毒性”; (2)具有较高的生成焓,能为推进剂或PBX提供一定能量; (3)通过对阴离子和阳离子的合理搭配,为获得具有特定增塑效果的离子液体提供可能。

本研究借助COSMO-SAC模型筛选出了与123树脂相容性较好的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([PF6])[12-13],分析了[PF6]含量为0～10%时其对123树脂粘度及综合力学性能的影响,研究结果可为固体推进剂或PBX用增塑剂的设计提供新思路,并推动环境友好型离子液体增塑剂的广泛应用。

2 实验部分

2.1 原材料

123树脂, 黎明化工研究院生产,预聚体; [PF6],上海成捷离子液体,纯度>99.9%; 硫酸二乙酯、邻苯二甲酸二乙酯(DEP),国药试剂,AR级。