一种HTPB基交联体系固化剂含量的测试方法技术

本发明专利技术提供了一种HTPB基交联体系固化剂含量的测试方法，包括：已知固化剂含量的样品制备与密度测试；已知固化剂含量的样品厚度测试；已知固化剂含量的样品红外光谱图测试，求解红外吸光度与固化剂含量的经验公式；切出厚度均匀的未知固化剂含量样品的薄膜，测定交联高分子的密度；带入红外吸光度与固化剂含量的经验公式计算未知固化剂含量样品的固化剂含量。本发明专利技术可以为浇注型装药和推进剂熟化之后的固化剂含量的变化规律研究提供技术手段，以便更好的掌握固化反应过程，有利于进一步对浇注工艺参数进行调整，也有利于研究宏观性能变化的机制。

A method for testing the content of HTPB based crosslinking agent curing agent

The invention provides a test method for curing agent content of HTPB-based cross-linking system, which includes: sample preparation and density test for known curing agent content; sample thickness test for known curing agent content; sample infrared spectrum test for known curing agent content, and empirical formula for solving infrared absorbance and curing agent content; The film with uniform thickness and unknown curing agent content was obtained, and the density of crosslinked polymer was measured. The curing agent content of unknown curing agent content was calculated by the empirical formula of infrared absorbance and curing agent content. The invention can provide a technical means for studying the change law of curing agent content after pouring charge and propellant maturation, so as to better grasp the curing reaction process, be conducive to further adjusting the pouring process parameters, and be conducive to studying the mechanism of macroscopic performance change.

【技术实现步骤摘要】
一种HTPB基交联体系固化剂含量的测试方法
本专利技术涉及一种固化剂含量的测试方法，具体涉及一种HTPB基交联体系固化剂含量的测试方法，属于物质含量分析

技术介绍
目前国内外浇注装药比较常用的是较为优秀的液体高聚物预聚物端羟基聚丁二烯(HTPB)，HTPB的固化剂一般为甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)等异氰酸酯类物质，它们与HTPB线性分子(扩链剂参加)反应可形成网状大分子结构。HTPB浇注型炸药和推进剂在后期贮存过程中固化剂往往未反应完全，没有发生反应的固化剂会持续发生进一步的缓慢化学反应，导致HTPB浇注型炸药和推进剂在生产后存在后固化现象，会造成装药发生缓慢收缩，对形状稳定性产生一定的影响，这将导致装药产生裂纹等损伤，影响安全性能；另外，贮存过程中粘结剂的后固化现象也会导致力学性能的劣化，使得装药的抗拉强度与抗压强度变低，影响装药的使用性能。可见，测定HTPB基粘结剂体系的固化剂剩余含量，可以获得浇注体系的交联反应完成情况，对于浇注装药的熟化工艺和配方改进具有指导意义。目前常用的固化剂含量测试方法是化学滴定法，但是对于交联之后高分子体系，因存在交联网状结构，很难溶解，造成无法对固化后的固化剂含量进行测定。因此，需要针对固化后的浇注HTPB粘结剂体系进行固化剂剩余含量的测试方法研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对HTPB基装药固化后的粘结体系中的固化剂剩余含量测定方法的缺失，提供了一种HTPB基交联体系固化剂含量的测试方法，以实现对固化后剩余固化剂含量的测定。为解决上述的技术问题，本专利技术的一种实施方式采用以下技术方案：一种HTPB基交联体系固化剂含量的测试方法，其特征在于包括：已知固化剂含量的样品制备与密度测试；已知固化剂含量的样品厚度测试；已知固化剂含量的样品红外光谱图测试，求解红外吸光度与固化剂含量的经验公式；切出厚度均匀的未知固化剂含量样品的薄膜，测定交联高分子的密度；带入红外吸光度与固化剂含量的经验公式计算未知固化剂含量样品的固化剂含量。更进一步的方案是：已知固化剂含量的样品制备与密度测试，是至少制备三种不同固化剂含量的样品，采用不含-NCO基团(异氰酸酯基团)的能够良好溶解固化剂的有机溶剂对固化剂进行溶解稀释，稀释后得到不同固化剂含量的样品，并分别测试不同固化剂含量的样品的密度。更进一步的方案是：已知固化剂含量的样品厚度测试，采用液体池红外光干涉法进行测试。液体池清洗干净，固定好后放入红外光谱仪中，测定空白样品的红外光谱图，可以根据红外光谱图的干涉条纹的数量，利用d＝m/[2×(v1-v2)]计算液体池狭缝的厚度。其中d为样品厚度，v1、v2分别为红外光谱上出现波峰或波谷的两个波数，m为v1、v2之间出现干涉条纹的个数。更进一步的方案是：求解红外吸光度与固化剂含量的经验公式，对所获得红外光谱在2100cm-1至2400cm-1范围内进行吸收峰的峰面积拟合，将不同固化剂含量的样品的红外光谱图峰面积A与C×ρ×d(其中C为固化剂含量，ρ为样品密度，d为样品厚度)进行截距为零的线性拟合，获得峰面积与固化剂浓度、密度以及液体厚度的经验方程A∝C×ρ×d。更进一步的方案是：采用排液体法进行测试测定未知固化剂含量高分子交联体系的样品密度；采用切片机切出厚度均匀的未知固化剂含量样品的薄膜样品，采用厚度测试仪测定薄膜样品的厚度，然后测定未知固化剂含量。更进一步的方案是：测定已知厚度的未知固化剂含量的高分子薄膜的红外光谱图，在2100cm-1至2400cm-1范围内进行吸收峰的峰面积拟合，获得在一定厚度下未知固化剂含量的样品的-NCO特征吸收峰面积，与厚度和密度一起带入至上述经验方程中，得到未知固化剂含量。采用本专利技术所建立的HTPB基交联体系固化剂含量的测试方法，可以对于交联的难以溶解的高分子体系的固化剂的剩余量进行测定。而且既可以对单一组分固化剂含量进行测定，又可以对混合固化剂含量进行测定。从而可以为浇注型装药和推进剂熟化之后的固化剂含量的变化规律研究提供技术手段，以便更好的掌握固化反应过程，有利于进一步对浇注工艺参数进行调整，也有利于研究宏观性能变化的机制。附图说明图1为本专利技术HTPB基交联体系固化剂含量的测试方法流程图。图2三种不同固化剂含量的样品的红外光谱图图3峰面积与C×ρ×d的线性拟合结果图4常温放置78天后的交联体系样品的红外光谱图具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如附图1所示，一种HTPB基交联体系固化剂含量的测试方法，包括：已知固化剂含量的样品制备与密度测试；已知固化剂含量的样品厚度测试；已知固化剂含量的样品红外光谱图测试，求解红外吸光度与固化剂含量的经验公式；切出厚度均匀的未知固化剂含量样品的薄膜，测定交联高分子的密度；带入红外吸光度与固化剂含量的经验公式计算未知固化剂含量样品的固化剂含量。下面以更具体的实施例对本专利技术作进一步的详细说明。某放置78天后的浇注型粘结体系固化剂剩余含量测定。高分子交联粘结体系样品制备过程：由HTPB、石蜡、TMP、TDI等十种组分组成，起始固化剂含量6.18％，混合均匀后在烘箱中60℃固化4天，然后放置在自然室温环境中78天。固化剂剩余含量测试过程如下：(1)采用DMSO稀释固化剂，分别制备三种不同浓度的固化剂含量的样品，质量比分别为7.556％、5.901％、2.966％，然后获得三种不同固化剂含量样品的密度分别为1.0591g/cm3、1.0675g/cm3、1.1066g/cm3；(2)采用50μm的液体池，采用干涉条纹法，测试得到液体的厚度分别为50.6μm、58.2μm、61.6μm；(3)三种已知固化剂含量的样品所测试得到的红外光谱图如图2所示，通过在-NCO吸光特征峰进行峰面积拟合，得到三种不同固化剂含量的样品的吸光度分别为152、136.3、71；(4)将不同固化剂含量的样品的红外光谱图峰面积A与C×ρ×d进行截距为零的线性拟合，得到A(峰面积)＝37.1037×C×ρ×d，如图3所示。(5)采用排液体方法获得放置78天后的交联体系的密度为0.97g/cm3，采用切片机切出厚度为0.3mm的薄膜样品3片，测试的红外光谱图如图4所示。通过峰面积拟合获得三组样品的峰面积分别为41.47、40.93、41.49。将峰面积、厚度、密度分别带入A(峰面积)＝37.1037×C×ρ×d可以得到固化剂含量分别为0.384％、0.379％、0.384％。尽管这里参照本专利技术的解释性实施例对本专利技术进行了描述，上述实施例仅为本专利技术较佳的实施方式，本专利技术的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种HTPB基交联体系固化剂含量的测试方法，其特征在于包括：已知固化剂含量的样品制备与密度测试；已知固化剂含量的样品厚度测试；已知固化剂含量的样品红外光谱图测试，求解红外吸光度与固化剂含量的经验公式；切出厚度均匀的未知固化剂含量样品的薄膜，测定交联高分子的密度；带入红外吸光度与固化剂含量的经验公式计算未知固化剂含量样品的固化剂含量。

【技术特征摘要】
1.一种HTPB基交联体系固化剂含量的测试方法，其特征在于包括：已知固化剂含量的样品制备与密度测试；已知固化剂含量的样品厚度测试；已知固化剂含量的样品红外光谱图测试，求解红外吸光度与固化剂含量的经验公式；切出厚度均匀的未知固化剂含量样品的薄膜，测定交联高分子的密度；带入红外吸光度与固化剂含量的经验公式计算未知固化剂含量样品的固化剂含量。2.根据权利要求1所述HTPB基交联体系固化剂含量的测试方法，其特征在于：已知固化剂含量的样品制备与密度测试，是至少制备三种不同固化剂含量的样品，采用不含-NCO基团的能够良好溶解固化剂的有机溶剂对固化剂进行溶解稀释，稀释后得到不同固化剂含量的样品，并分别测试不同固化剂含量的样品的密度。3.根据权利要求1所述HTPB基交联体系固化剂含量的测试方法，其特征在于：已知固化剂含量的样品厚度测试，采用液体池红外光干涉法进行测试。液体池清洗干净，固定好后放入红外光谱仪中，测定空白样品的红外光谱图，可以根据红外光谱图的干涉条纹的数量，利用d＝m/[2×(v1-v2)]计算液体池狭缝的厚度。其中d为样品厚度，v1、v2分别为红外光谱上出现波峰或波谷的两个波数...

【专利技术属性】
技术研发人员：睢贺良，陈捷，郝晓飞，蔡忠展，张鹏，肖茜，于谦，银颖，陈建波，杨秀兰，罗观，孙杰，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院化工材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51