【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚氨酯弹性体，具体地涉及一种高增塑peg聚氨酯弹性体常温力学性能预估方法。
技术介绍
1、在实际使用中，聚氨酯弹性体的力学性能是最重要性能之一，受到弹性体微观结构的影响较大；为了实现聚氨酯弹性体力学性能的预测和调控，需要建立弹性体微观结构与力学性能的构效关系。在微观结构中，交联网络结构对聚氨酯弹性体的力学性能等起决定性作用，清楚地表征弹性体交联网络结构参数是研究弹性体交联网络结构与力学性能相关性的前提。其中交联密度作为交联网络结构参数中最重要的参数，主要包括网链密度、交联点密度和交联点间平均分子量三种参数，其中最常用的为网链密度。
2、lf-nmr(低场核磁共振)法可通过表征质子的残余偶极相互作用产生的核磁共振衰减，并结合交联网络运动动力学来表征弹性体网链密度。lf-nmr法优势在于能精准表征出样品的不同种类网链的结构参数，且对样品状态无要求，操作简单，精确度高，可实现样品的实时监测。
3、高增塑聚氨酯弹性体的结构将极大的影响固体推进剂的力学性能。建立高增塑聚氨酯弹性体常温力学性能的预估方法，能降低试验成本和周期，极大减小实验危险性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是：针对传统力学性能测试周期长、成本高、危险性高等问题，提出一种高增塑peg聚氨酯弹性体常温力学性能预估方法，该方法基于低场核磁共振交联密度仪进行样品测试的结果，能显著降低试验成本和周期，
2、本专利技术的技术方案是：一种高增塑peg聚氨酯弹性体常温力学性能预估方法，
3、s1，准备待测样品，设置低场核磁共振交联密度仪的测试参数，测试样品的弛豫衰减过程，根据弛豫模型反演得到样品结构参数和横向弛豫参数；
4、s2，基于步骤s1中测试获得的低场核磁共振交联密度仪的样品结构参数，计算高增塑peg聚氨酯弹性体的交联链网链密度va、交联链与悬尾链总网链密度va+b；
5、s3，采用平衡溶胀法测试样品的溶胀法网链密度vs，并结合交联链与悬尾链总网链密度va+b，计算得到物理暂时缠结网链密度vp；
6、s4，以步骤s2获得的交联链网链密度va作为反映高增塑peg聚氨酯弹性体交联特征的网络结构参数；以步骤s3获得的物理暂时缠结网链密度vp作为反映高增塑peg聚氨酯弹性体物理暂时缠结特征的结构参数；以va和vp为自变量，25℃下抗拉强度σm和最大伸长率εm为因变量，通过多元回归分析，得到高增塑peg聚氨酯弹性体交联网络结构参数与25℃下σm和εm之间的定量关系，公式表示如下式(1)和式(2)：
7、σm＝10397.407×vp+22082.131×va-0.633 (1)
8、εm＝17213399.250×vp-2481253.765×va-73.306 (2)。
9、进一步的，上述步骤s1中的低场核磁共振交联密度仪的测试参数包括样品密度和测试温度；所述高增塑peg聚氨酯弹性体的结构参数和横向弛豫参数包括：交联链信号参数a、悬尾链信号参数b、交联链信号参数占比a％、悬尾链信号参数占比b％、低场核磁共振法总网链密度v0、交联链和悬尾链的横向弛豫时间t21、自由链横向弛豫时间t22。
10、进一步的，上述步骤s1包括以下步骤：
11、步骤一：将待测样品干燥后，裁切为尺寸10mm×10mm×20mm的块状样，测试过程中待测样品置于顶空瓶中密封，设置低场核磁共振交联密度仪的测试参数，并测试样品横向弛豫衰减过程；
12、步骤二：弛豫模型采用交联网络单分子链模型和管状模型，即xld模型，对测试值进行拟合，以获得交联链信号参数a、悬尾链信号参数b、自由链信号参数c、信号分析时的直流分量a0、交联链与悬尾链的横向弛豫时间t21、自由链横向弛豫时间t22，xld弛豫模型公式如下式(3)：
13、
14、式中，m(t)为随时间变化的横向弛豫值；t21为交联链和悬尾链的横向弛豫时间，s；a为交联链信号参数；b为悬尾链信号参数；c为自由链信号参数；t22为自由链横向弛豫时间，s；a0为信号分析时的直流分量；q为高于玻璃化转变温度的二阶矩与刚性二阶矩间的比率因子，量纲为1；m2为刚性晶格二阶矩，s-2；qm2为两极相互作用的二阶矩平均残留部分，s-2；t为测试时间，s；其中m2可通过测试低于玻璃化温度时浸于无氢溶液的样品横向弛豫时间求得，公式如下式(4)：
15、
16、式中，m(0)为初始时刻样品的横向弛豫值；
17、步骤三：基于xld弛豫模型对q进行反演，计算样品的低场核磁共振法总网链密度v0。
18、进一步的，上述步骤s1的步骤三中，低场核磁共振法总网链密度v0的计算公式如下式(5)：
19、
20、式中，v0为低场核磁共振法总网链密度，是指单位体积内交联链、悬尾链、自由链的总摩尔数，mol·cm-3；c∞为kuhn链段主链键数；ρ为弹性体密度，g·cm-3；mru为重复单元的相对分子质量，g·mol-1；n为重复单元主链键数，其中ρ、mru、n为已知参数；式(5)中kuhn链段主链键数c∞通过以下公式(6)得到：
21、
22、其中，ndpd为介观动力学链长；mp为粘合剂与固化剂共聚物相对分子质量，g·mol-1；mm为粘合剂单体相对分子质量，g·mol-1；ndpd通过materials studio计算获得。
23、进一步的，上述步骤s2中：交联链网链密度va、交联链与悬尾链总网链密度va+b的计算方法为：
24、va＝v0·a％ (7)
25、va+b＝v0·(a％+b％) (8)
26、
27、
28、其中，a％为交联链信号参数占比；b％为悬尾链信号参数占比，a％、b％分别为交联链信号参数a、悬尾链信号参数b占交联链信号参数a加悬尾链信号参数b加自由链信号参数c得到的总信号参数的比例；va为交联链网链密度，是指单位体积内交联链的摩尔数，mol·cm-3；va+b为交联链与悬尾链总网链密度，是指单位体积内交联链与悬尾链的总摩尔数，mol·cm-3。
29、进一步的，上述步骤s3中：所述溶胀法网链密度vs，根据flory-rehner理论，如下式(11)所示：
30、
31、式中，vs为溶胀法网链密度，是指样品达到溶胀平衡状态后，单位体积内交联链与悬尾链的总网链摩尔数，mol·cm-3；v1为溶剂的摩尔体积，cm3·本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高增塑PEG聚氨酯弹性体常温力学性能预估方法，其特征在于，所述高增塑PEG聚氨酯弹性体是以硝化甘油和1,2,4-丁三醇三硝酸酯为增塑剂且增塑比大于2，PEG为粘合剂，缩二脲三异氰酸酯为固化剂的聚氨酯弹性体，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高增塑PEG聚氨酯弹性体常温力学性能预估方法，其特征在于，所述步骤S1中的低场核磁共振交联密度仪的测试参数包括样品密度和测试温度；
3.根据权利要求1所述的高增塑PEG聚氨酯弹性体常温力学性能预估方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的高增塑PEG聚氨酯弹性体常温力学性能预估方法，其特征在于，所述步骤S1的步骤三中，低场核磁共振法总网链密度v0的计算公式如下式(5)：
5.根据权利要求1所述的高增塑PEG聚氨酯弹性体常温力学性能预估方法，其特征在于，所述步骤S2中：
6.根据权利要求1所述的高增塑PEG聚氨酯弹性体常温力学性能预估方法，其特征在于，所述步骤S3中：
7.根据权利要求6所述的高增塑PEG聚氨酯弹性体常温力学性能预估方
8.根据权利要求6所述的高增塑PEG聚氨酯弹性体常温力学性能预估方法，其特征在于，所述步骤S3中χ的计算公式如式(13)：
9.根据权利要求1所述的高增塑PEG聚氨酯弹性体常温力学性能预估方法，其特征在于，所述步骤S3中物理暂时缠结网链密度vp计算公式为：
...【技术特征摘要】
1.一种高增塑peg聚氨酯弹性体常温力学性能预估方法，其特征在于，所述高增塑peg聚氨酯弹性体是以硝化甘油和1,2,4-丁三醇三硝酸酯为增塑剂且增塑比大于2，peg为粘合剂，缩二脲三异氰酸酯为固化剂的聚氨酯弹性体，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高增塑peg聚氨酯弹性体常温力学性能预估方法，其特征在于，所述步骤s1中的低场核磁共振交联密度仪的测试参数包括样品密度和测试温度；
3.根据权利要求1所述的高增塑peg聚氨酯弹性体常温力学性能预估方法，其特征在于，所述步骤s1包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的高增塑peg聚氨酯弹性体常温力学性能预估方法，其特征在于，所述步骤s1的步骤三中，低场核磁共振法总网链密度v0的...
【专利技术属性】
技术研发人员：周星，王耀霄，刘耀华，陈晨，谭茱匀，聂战斌，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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