為探究含能鈍感增塑劑三羥甲基乙烷三硝酸酯(TMETN)在硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推進(jìn)劑黏合劑中的擴(kuò)散性能,采用分子模擬(MD)法比較了硝化甘油(NG)、1,2,4-丁三醇三硝酸酯(BTTN)及TMETN在聚乙二醇/固化劑(PEG/N-100)中的擴(kuò)散系數(shù)、分析了擴(kuò)散機(jī)理,并討論了溫度及增塑比對(duì)TMETN擴(kuò)散性能的影響。結(jié)果表明:增塑劑擴(kuò)散系數(shù)的大小順序?yàn)镹G>BTTN>TMETN,這說明TMETN的擴(kuò)散能力較弱;從微觀角度分析擴(kuò)散的機(jī)理為:增塑劑與預(yù)聚體的分子間相互作用越強(qiáng)、體系的自由體積分?jǐn)?shù)越小、增塑劑分子的尺寸越大,則增塑劑越難發(fā)生擴(kuò)散;在三種增塑體系中,TMETN與PEG/N-100的結(jié)合能力最強(qiáng)、原子間氫鍵作用最強(qiáng)、該體系中PEG/N-100的自聚集能力最弱,且TMETN分子尺寸最大,故而TMETN最難發(fā)生擴(kuò)散;隨著溫度升高,TMETN擴(kuò)散系數(shù)的增加先緩慢后劇烈,這與高溫加速老化的規(guī)律保持一致,分析溫度對(duì)擴(kuò)散機(jī)理的影響為:高溫使原子間氫鍵作用峰值減小、位置后移,即增塑劑與黏合劑的相互作用減弱,并且體系的自由體積分?jǐn)?shù)也變大;隨著增塑比的增加(2.5、2.8、3),T...

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【部分圖文】：

圖1PEG/N-100聚合物鏈片段

真實(shí)推進(jìn)劑的成分和結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜，鑒于分子模擬（MD）時(shí)間和空間尺度的限制，考慮到固化過程是N-100中異氰酸酯基與PEG中羥基發(fā)生反應(yīng)，所以構(gòu)建了高分子預(yù)聚體網(wǎng)絡(luò)的一部分（PEG分子量為6002[16]），如圖1所示。圖2為優(yōu)化前和優(yōu)化后的高分子鏈構(gòu)型，可見優(yōu)化過程使高分子鏈從....

圖2優(yōu)化前和優(yōu)化后的預(yù)聚物構(gòu)型

圖2為優(yōu)化前和優(yōu)化后的高分子鏈構(gòu)型，可見優(yōu)化過程使高分子鏈從直鏈結(jié)構(gòu)變得纏繞卷曲，同時(shí)能量也從8188.83kJ·mol-1降低到-9202.22kJ·mol-1，因?yàn)檎鎸?shí)物質(zhì)的能量總是最低的，所以優(yōu)化作用明顯使得分子構(gòu)型更接近于實(shí)際[17]。PEG與增塑劑的質(zhì)量比（增塑比）....

圖3三種增塑劑的均方位移隨時(shí)間變化曲線

由表2可見，NG、BTTN在PEG/N-100中擴(kuò)散系數(shù)的數(shù)量級(jí)為10-11、TMETN擴(kuò)散系數(shù)的數(shù)量級(jí)為10-12，將本次模擬的結(jié)果與類似的文獻(xiàn)模擬結(jié)果進(jìn)行比較：李紅霞[23]采用MD計(jì)算了DOS在HTPB中的擴(kuò)散系數(shù)為2×10-11，王曉[14]采用MD計(jì)算NG在PET/MD....

圖4NG/PEG、BTTN/PEG、TMETN/PEG混合物的分子間徑向分布函數(shù)

在三個(gè)體系中，PEG的分子數(shù)量相同，NG、BTTN、TMETN的分子數(shù)量依次遞減，由圖5a可見，雖然體系中TMETN的分子數(shù)量最少，但該體系中PEG分子附近出現(xiàn)TMETN的概率卻最大，故PEG與TMETN的結(jié)合能力最強(qiáng)，同理可發(fā)現(xiàn)，BTTN與PEG的結(jié)合能力居中、NG與PEG的結(jié)....

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