發(fā)布時(shí)間：2021-01-01 15:02

　　中性高分子鍵合劑（NPBA）分子設(shè)計(jì)一般采用半經(jīng)驗(yàn)、半定量的方法。為了探索更為高效的途徑,根據(jù)美國(guó)專(zhuān)利USP 4915755所描述的NPBA應(yīng)用實(shí)例,運(yùn)用分子模擬軟件Materials Studio軟件中的MesoDyn模塊,進(jìn)行了3種NPBA在各種混合含能增塑劑/粘合劑預(yù)聚物中相分離的介觀(guān)模擬計(jì)算。從所得NPBA/含能增塑劑/預(yù)聚物體系的有序度曲線(xiàn)可見(jiàn),303 K（30℃）時(shí)NPBA的有序度比333 K（60℃）時(shí)的有序度大,說(shuō)明低溫下NPBA在含能增塑劑/預(yù)聚物中的相分離程度比高溫時(shí)大,符合這些NPBA的設(shè)計(jì)初衷。此外,提高NPBA的相對(duì)分子質(zhì)量、降低料漿加工溫度、增大NPBA的用量均可加劇NPBA在含能增塑劑/預(yù)聚物中的相分離程度。這些計(jì)算結(jié)果可用高分子溶液的相關(guān)理論進(jìn)行解釋,證實(shí)介觀(guān)模擬方法可以較為直觀(guān)的方式檢驗(yàn)NPBA分子設(shè)計(jì)的效果。 

【文章來(lái)源】：含能材料. 2016年05期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

PAN和BDNPF的三維周期箱

中性高分子鍵合劑在含能增塑劑/粘合劑預(yù)聚物中相分離的介觀(guān)模擬其勢(shì)能和溫度波動(dòng)較小，說(shuō)明體系達(dá)到了平衡。分析相對(duì)應(yīng)的軌跡文件，采集各個(gè)體系的溶度參數(shù)δ和密度ρ，由聚合物結(jié)構(gòu)單元或增塑劑的相對(duì)分子質(zhì)量Mm，可以算出其摩爾體積Vm。分子動(dòng)力學(xué)模擬計(jì)算的結(jié)果見(jiàn)表1，其中還包括文獻(xiàn)報(bào)道的溶度參數(shù)和密度數(shù)據(jù)。a．potentialenergyvssimulationtimeb．temperaturevssimulationtime圖2微觀(guān)體系的能量-時(shí)間曲線(xiàn)和溫度-時(shí)間曲線(xiàn)Fig．2Profilesofenergy-simulationtimeandtemperature-simulationtimeformicro-scalesystem表1分子動(dòng)力學(xué)模擬計(jì)算結(jié)果Table1Ｒesultsofmoleculardynamicssimulationcomponentδ/(J·cm－3)0．5literaturesimulationρ/g·cm－3literaturesimulationMm/g·mol－1Vm/cm3·mol－1polyAN25．60-31．50［12］28．501．18［10］1．0755．0851．48polyMA20．45-24．55［3］21．501．22［13］1．1288．1178．67polyHEA29．62［14］26．691．11［13］1．19118．1399．27BDNPF24．95［3］22．591．42［11］1．43312．19218．31BDNPA24．95［3］21．351．38［11］1．40326．22233．01TMETN22．50［3］23．601．47［15］1．46255．14174．75NG23．93［3］23．091．59［16］1．61227．09141．05BTTN23．32［3］22．861．52［16］1．53241．11157．59polyBAMO－21．331．30［17］1．21170．18140．64polyNMMO－20．101．67［18］1．36149．15109．67PEG19．17［14］19．641．13［13］1．1346．0740．77Note:δ，solubilityparameter;ρ，density;Mm，molecularmassofrepeatunitorplasticize

AMO/NMMOspeciesANMAHEABDNPFBDNPATMETNBAMONMMOAN03．1890．2474．7127．2722．7164．9385．685MA3．18902．3960．1760．0040．5590．0030．185HEA0．2472．39602．6694．7381．3083．4464．537BDNPF4．7120．1762．66900．3470．2000．2851．017BDNPA7．2720．0044．7380．34701．0320．0000．268TMETN2．7160．5591．3080．2001．03200．8131．742BAMO4．9380．0033．4460．2850．0000．81300．189NMMO5．6850．1854．5371．0170．2681．7420．1890a．full-atomisticmodelb．coarsegrainsofGaussianchainmodel圖3全原子模型向粗�；咚规溎Ｐ偷霓D(zhuǎn)變Fig．3Full-atomisticmodeltocoarsegrainedGaussianchainmodel以文獻(xiàn)［3］中的NPBA/TMETN/BDNPF_A/BAMO/NMMO體系為例，NPBA的相對(duì)分子質(zhì)量為50000，其中AN、HEA、MA的摩爾比為1∶0．3∶0．2，而其結(jié)構(gòu)單元的相對(duì)分子質(zhì)量分別為53、116、86，由此可以推斷出三者在NPBA中的聚合度Nmon分別為490、98、147。而高斯鏈段的長(zhǎng)度αb與全原子模型重復(fù)單元長(zhǎng)度αmon之間有如下的關(guān)系式［19］αb=αmonC∞(3)式中，C∞為全原子高分子鏈的特征比，可用于描述高分子鏈的構(gòu)象，其定義為［20］C∞=limn→∞〈r2〉0∑nil2i(4)式中，〈r2〉0為無(wú)擾線(xiàn)性分子鏈在溶液中的均方末端距，n為分子鏈骨架上沿最短路徑的共價(jià)鍵數(shù)量，ni為i類(lèi)鍵的數(shù)量，li為i類(lèi)鍵的長(zhǎng)度�，F(xiàn)以丙烯腈AN的鏈段為例，說(shuō)明通過(guò)MaterialsStudio軟件包的Synthia模塊獲取αmon和C∞的具體過(guò)程。搭建AN的全原子模型，指定結(jié)構(gòu)單元的頭原子和尾原子(即聚合反應(yīng)時(shí)應(yīng)消去的原子)，青色圈包圍的為頭氫原子，粉色圈包圍的為尾氫原子，白色的?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：2951503