我团队在《ChemistrySelect》（中科院4区，影响因子1.9）发表了题为“Superior Enhancement in Mechanical Properties of www.chemistryselect.org Polyurethane-Based Multifunctional GAP Partially Grafted with Fluorinated Polyether via Catalyst-Free Click Reaction”的研究论文，我团队硕士研究生周艳秋为第一作者，金波教授为通讯作者，西南科技大学为第一通讯单位。

【研究背景】

为了提高聚氨基甲酸酯推进剂配方中使用的双官能团环氧乙烷氮丙啶聚合物（GAP）的力学性能。GAP作为推进剂中常用的粘合剂，其制备的聚氨基甲酸酯材料（GAP-PUs）具有较差的力学性能，这限制了其在推进剂应用中的性能。特别是，GAP-PUs的拉伸强度和断裂伸长率较低，这些是决定推进剂老化性能和结构完整性的关键参数。本研究报道了1,2,3-三唑-5-（α-羟基）-氟化聚醚（GAP-g-3F）接枝的多功能GAP的合成、表征和固化，并将其性能与双官能GAP进行了比较。以GAP-g-3F为软链段，以六亚甲基二异氰酸酯三聚体（3HDI）为硬链段制备了基于GAP-g-3F的聚氨酯网络。通过热重分析（TGA）、单轴拉伸试验、溶胀测量和扫描电子显微镜（SEM）分别测定和比较了聚氨酯网络的热性能、机械行为、交联网络结构和微观结构。与基于GAP的聚氨酯网络（GAP-PU）相比，GAP-g-3F-PU 的力学行为显著增强。

【工作简介】

本研究成功合成了一种称为多功能含氟GAP-g-3F的新型含能粘合剂，其首先通过典型的阳离子开环聚合合成β-炔丙基-α-羟基聚（三氟丙烷缩水甘油醚），然后通过热和无催化剂的叠氮化物-炔烃环加成反应部分接枝到GAP上。分别用FTIR、NMR、GPC、DSC和TGA表征其结构、分子量和热性能。HNMR结果显示GAP中8%的总叠氮化物基团被接枝。GAP-g-3F的Tg为46.6°C，符合推进剂的应用要求。GAP-g-3F在高达200°C的温度下具有合适的热分解阻力。以3HDI为交联剂，通过交联GAP-g-3F制备聚氨酯网络。GAP-g-3F-PU的初始分解温度在220℃左右，具有良好的高温稳定性，可以满足推进剂的要求。GAP-g-3F-PU表现出优异的机械性能，与双官能GAPPU（1.4MPa）相比，拉伸强度（16.9MPa）提高了近12倍。溶胀测量结果表明，与GAP-PU样品相比，GAP-g-3F-PU样品显示出更高的交联密度。SEM结果表明，多功能含氟GAP可以增强聚氨酯软硬链段之间的相容性，从而降低其分离程度。这一发现表明，通过三唑环合成部分接枝氟化聚醚的多功能GAP可能是增强机械性能的一种有前途的解决方案。

文章链接:https://doi.org/10.1002/slct.202401499