[发明专利]一种嵌段共聚物及其制备方法和应用

说明书

本发明含能粘结剂技术领域，具体涉及一种嵌段共聚物及其制备方法和应用。本发明提供的嵌段共聚物以第二重复单元作为刚性基团形成第二嵌段修饰第一重复单元形成的线性第一嵌段；且调整第二重复单元占所述嵌段共聚物的总重复单元的摩尔百分含量≤50％，能够有效使第一嵌段的分子链活动受阻，从而得到具有宽温度范围的玻璃化转变温度的全段共聚物。由实施例的结果表明，本发明提供的嵌段共聚物的玻璃化转变温度范围为‑50～0℃作为含能粘结剂使用时，本发明提供的嵌段共聚物能够根据固体燃料的实际力学性能需求，选择适宜的玻璃化转变温度的嵌段共聚物。

技术领域

本发明含能粘结剂技术领域，具体涉及一种嵌段共聚物及其制备方法和应用。

背景技术

高性能的固体推进剂、枪炮发射药，及高能炸药是以高聚物作为基底的具有某些特殊性能且能量密度高的燃料。通过固体燃料发生剧烈的化学反应放出大量能量，提供巨大推力。固体染料不仅需要高性能的氧化剂还需要含能粘结剂。

“国外火药含能粘结剂研究动态”(何利明,肖忠良,张续柱.含能材料,2003,11(2):99-102.)中介绍了带有-N₃，-NO₂，-ONO₂等基团的叠氮聚醚类含能粘结剂。由于高的含能密度、较低敏感程度、无烟、高燃速低信号特征等优点，叠氮聚醚类含能粘结剂是高性能的固体推进剂、枪炮发射药，及高能炸药的一个重要发展方向。

叠氮聚醚类含能粘结剂属于高分子聚合物，高分子聚合物的玻璃化转变温度，以及高分子聚合物的结晶行为，被认为是其机械性能的重要影响因素。其中，对于没有结晶性能的线性高分子聚合物来说，温度从低到高，其状态依次为：玻璃态，高弹态，粘流态。其中，玻璃化转变温度标志着线性高分子聚合物由脆性向韧性的转变，是影响线性高分子聚合物力学行为的重要温度节点。在高分子聚合物的实际应用中，若聚合物的玻璃化转变温度过低，则高分子聚合物体系柔性过大，对固体燃料的强度性能有一定影响，若聚合物玻璃化转变温度过高，则整个固体燃料体系处于脆性，对固体燃料的抗冲击性能有一定影响，因此在不同温度应用条件，应该选取不同玻璃化转变温度的含能粘结剂，以保证材料在使用条件下具有最优性能。因此，对于含能粘结剂玻璃化转变温度的调控，需求越来越紧迫。

“PBAMO-GAP-PBAMO三嵌段共聚物的制备及表征[J].”(李承虎,孙忠祥,杜芳,等.高分子材料科学与工程,2018,034(011):21-26.)公开了一种由3,3-双叠氮甲基氧杂环丁烷(PBAMO)、聚叠氮缩水甘油醚(GAP)、聚3-叠氮甲基-3-甲基氧杂环丁烷(PAMMO)制成的三嵌段聚合物，根据嵌段的配比不同，其玻璃化转变温度Tg在-30℃～-29℃范围内变化，但是未能对叠氮聚醚的玻璃化转变温度Tg进行宽温度范围的调节。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种嵌段共聚物及其制备方法和应用。本发明提供的嵌段共聚物具有宽温度范围的玻璃化转变温度。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种嵌段共聚物，包括第一嵌段和第二嵌段，所述第一嵌段包括如式1所示的第一重复单元，所述第二嵌段包括如式2和/或式3所示的第二重复单元；

所述式2中，R1包括-H、-CH₃和-CH₂CH₃中的一种或多种；

所述式3中，R2包括-H、-CH₃和-CH₂CH₃中的一种或多种；

所述第二重复单元占所述嵌段共聚物的总重复单元的摩尔百分含量≤50％。

优选的，还包括第三嵌段，所述第三嵌段包括式4所示的第三重复单元；

所述式3中，X包括-F、-Cl、-Br或-I；