摘要
凝胶推进剂就是用少量胶凝剂将约为其重量3～1000倍的液体组分（燃料、氧化剂或二者的混合物）凝胶化，使大量的固体燃料均匀地悬浮于体系中形成具有一定结构和特定性能并能长期保持稳定的凝胶体系。而硝酸羟胺凝胶推进剂作为可替代肼类液体推进剂的绿色高能燃料，并且具有凝胶体系的特殊流变性能和存在状态。所以，研究高强度、高韧性的硝酸羟胺凝胶推进剂已被研究者们重点关注。 本研究以聚乙烯醇凝胶为第一网络，通过紫外光照射聚合丙烯酰胺-丙烯酸，制备了物理-化学双交联的聚乙烯醇-聚丙烯酰胺丙烯酸(PVA/PAmAAc)双网络水凝胶。PVA/PAmAAc双网络水凝胶具有较高力学强度、良好溶胀能力和自恢复能力。在第二网络(PAmAAc)含量为150%，AAc含量为20%时拉伸强度和断裂伸长率可达0.870MPa、291%；并可以通过调节丙烯酸的含量来控制凝胶体系的拉伸强度和断裂伸长率。 结合PVA/PAmAAc双网络结构水凝胶设计思路，在此结构基础上，利用分子中存在大量的氨基和羟基并且绿色无毒的壳聚糖来改性第二网络。通过丙烯酸溶解壳聚糖，制备了一种强韧的聚乙烯醇-聚丙烯酰胺丙烯酸-壳聚糖(PVA/PAmAAc-CS)水凝胶。实验发现在CS/AAc溶解比例为3：7、CS/AAc添加量为10%的PVA/PAmAAc-CS水凝胶的拉伸强度达到632kPa，拉伸断裂伸长率达到402.3%。 以聚乙烯醇(PVA)凝胶为第一网络，丙烯酰胺(Am)自由基聚合的PAm为第二网络，加入可以与PVA凝胶和PAm凝胶氢键交联的氧化石墨烯，制备了PVA/PAm不同比例、不同交联剂用量、氧化石墨烯(GO)不同添加量的系列凝胶。聚乙烯醇-聚丙烯酰胺-氧化石墨烯(PVA/PAm-GO)双网络硝酸羟胺水凝胶中第二网络含量、交联剂含量及GO含量对水凝胶的力学强度影响较大。其中，凝胶的拉伸强度和断裂伸长率最高可达1.612MPa、337.2%，并具有良好的溶胀性能。
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