不同催化剂条件下HTPB/IPDI黏结剂体系的固化过程

为了解不同催化剂[二月桂酸二丁基锡(DBTDL)、乙酰丙酮铁(FeAA)、辛酸亚锡(TECH)、三亚乙烯二胺(DABCO)、三苯基铋(TPB)、纳米氧化锌(nano-ZnO)]条件下HTPB/IPDI黏结剂体系的固化过程, 采用黏度法研究了45 ℃时, 不同催化剂作用下, 端羟基聚丁二烯(HTPB)/异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)体系的黏度-时间关系, 并探讨了固化反应速率的变化。结果表明, 45 ℃时, 无催化剂和不同催化剂作用下HTPB/IPDI体系的流变反应速率常数分别为: kblank=0.002, kDBTDL=0.045, kFeAA=0.0439, kTECH=0.0335, kDABCO=0.0051, kTPB=0.0036, knano-ZnO=0.0034。不同催化剂对HTPB/IPDI体系固化反应速率常数的影响效果为: DBTDL＞FeAA＞TECH＞DABCO＞TPB＞nano-ZnO。在HTPB/IPDI体系中, 使用DBTDL, FeAA, TECH, DABCO, TPB, nano-ZnO作为催化剂时, 黏结剂体系的适用期分别为0.3, 0.7, 1.9, 6.7, 16, 18 h。通过固化过程中浆料适用期和反应速率常数k的变化情况分析, 认为TPB更适合作为HTPB/IPDI体系的固化催化剂。黏度对数随时间的增长趋势均呈现出前期快后期慢, 向图线右下方偏离的两阶段现象。造成这一现象的主要原因是由于IPDI中NCO基团反应活性的明显差异导致: IPDI中的伯NCO基受到环己烷环和甲基的位阻效应, 其反应活性明显低于环上的仲NCO基的反应活性