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传统硝化纤维素粘结剂能量高但受热、机械、冲击波、射流等刺激易发生燃烧转爆轰,降低武器装备的生存能力。发射药用惰性热塑性弹性体粘结剂虽具有良好的力学性能但能量低,聚叠氮缩水甘油醚(GAP)是侧链带叠氮基的新型含能粘结剂,兼具高能量和低敏感性特点,是发展新一代发射药的关键组份之一。GAP预聚物虽具有较高的能量但其强极性的叠氮侧链,使主链柔软性恶化,力学性能变差。本文借鉴惰性热塑性聚氨酯弹性体的设计、合成方法,针对发射药用粘结剂高能量、高强度要求,结合共混技术,开展了发射药用含能热塑性弹性体的设计、合成工艺及力学性能研究,获得了未见文献报道的DEG扩链GAP-TPE和硝化棉(NC)/GAP-TPE共混物,为发展高能量、高强度发射药提供粘结剂方面的理论和应用基础,并研究了GAP-TPE与NC/GAP-TPE共混物的热分解动力学,为评估高分子材料的热稳定性和预测材料的使用寿命提供依据。主要开展以下几方面工作：通过对含能热塑性弹性体(ETPE)结构分析和分子设计,选择相对分子质量为3000的GAP为软段,MDI和BDO为硬段,合成了一类GAP-TPE,对合成工艺进行了研究,当采用预聚体法,R值为0.98,预聚反应时间为2小时,得到的弹性体的力学性能较佳；降温扩链法合成的GAP-TPE力学性能较好,并改善了升温扩链法合成体系粘度大、出料困难和DMF难排除等问题；随硬段质量分数的增加,BDO扩链GAP-TPE的拉伸强度增大,而断裂伸长率减小。为保证含能粘结剂有尽可能高的能量,同时也具有良好的力学性能,以35%的硬段质量分数为前提,研究了具有HO(CH2CH2)nOH结构的几种扩链剂,如EDO、BDO和HDO对GAP-TPE性能的影响。用FTIR、GPC、元素分析、真密度、DMA和SEM等分析手段对弹性体的结构和性能进行了表征,合成的样品具有聚氨酯结构和一定的微相分离,BDO扩链GAP-TPE具有较好的综合性能,其密度为1.35 g·cm-3,数均相对分子质量为76630,拉伸强度(σb)为13.4 MPa,断裂伸长率(εb)为362%,玻璃化温度(Tg)为-22.3℃,储能模量(E’,T=50℃)为22.6 MPa,合成的GAP-TPE具有较均一的断面形貌。选择结构规整且含有内旋转柔性醚键的DEG为扩链剂,合成了GAP-TPE,与结构为HO(CH2CH2)nOH的扩链剂合成的弹性体相比较,DEG扩链GAP-TPE(硬段质量分数35%)的氢键密度增大,微相分离程度增强,力学性能提高。数均相对分子质量为84530,密度为1.37 g·cm-3,σb为14.6MPa,εb为414%,Tg为-24.9℃,储能模量(E’,T=50℃)为69MPa。由于GAP-TPE的高温模量低影响发射药的高温力学性能,用扩链共混熟化的方法制备了NC/GAP-TPE共混物。XRD、真密度分析显示随着NC含量的增加,共混物的密度增大,促进了GAP-TPE硬段微区结晶；DMA分析显示5/95、10/90(质量比,下同)的NC/GAP-TPE只有一个玻璃化转变温度,20/80、40/60、60/40和80/20的NC/GAP-TPE试样有两个玻璃化转变峰且向中间靠拢,表明共混物为部分相混体系；σb由NC/GAP-TPE(5/95)的10.4MPa提高到NC/GAP-TPE(20/80)的20.4MPa,εb由NC/GAP-TPE(5/95)的264%降为NC/GAP-TPE(20/80)的139%；随着NC含量的增加,高温储能模量(E’,T=50℃)也增加,当NC/GAP-TPE的质量比为5/95、10/90、20/80、40/60、60/40和80/20时,储能模量E’分别为14、16、42、236、1747和2650 MPa；通过共混的方法可以制备性能互补的NC/GAP-TPE复合含能粘结剂,发挥NC高能量、高强度和GAP-TPE良好韧性的优点,通过调节其配比满足能量性能和力学性能的不同要求。采用TG/DTG法,研究了DEG扩链GAP-TPE和质量比为20/80的NC/GAP-TPE的热分解过程和机理,根据DTG曲线的特点分峰,Kissinger法和Ozawa法求得活化能基本一致,GAP-TPE三个阶段分解的活化能分别是223,235和57kJ·mol-1, NC/GAP-TPE三个明显阶段的热分解活化能分别是163,166和292 kJ·mol-1,叠氮基的分解活化能下降,硬段氨基甲酸酯的分解活化能有所提高；Coats-Redfern积分法求得GAP-TPE的三个阶段的机理函数的积分式分别为[-ln(1-α)]1/3、-ln(1-α)和-ln(1-α), NC/GAP-TPE热分解的三个阶段的机理函数积分式都是G(α)=α2。