新型含能增塑劑A16對(duì)HTPB的增塑性能
發(fā)布時(shí)間：2021-07-07 12:09
為了研究新型含能增塑劑（2,2-二硝基丙基）-2-己基癸酸酯（A16）對(duì)端羥基聚丁二烯（HTPB）的增塑性能,采用分子動(dòng)力學(xué)方法對(duì)HTPB與A16進(jìn)行了相容性模擬,對(duì)增塑比2∶1～1∶1.5、溫度30～70℃條件下HTPB/A16和HTPB/DOS體系的表觀黏度進(jìn)行了研究,并測(cè)試了兩種體系的力學(xué)性能。結(jié)果表明:HTPB、A16各自分子間作用以范德華力為主,HTPB與A16的溶度參數(shù)差值僅為0.004(J·cm-3)1/2,二者具有非常好的相容性;HTPB/A16體系的表觀黏度高于HTPB/DOS體系,但隨著增塑劑質(zhì)量比的提高或溫度的提高,兩種體系的表觀黏度差異減小,當(dāng)增塑比為1∶1,溫度為70℃時(shí),HTPB/A16與HTPB/DOS體系的黏度差僅為60.5 cP,A16與DOS的降黏效果相當(dāng);在相同增塑比條件下,HTPB/A16固化膠的拉伸強(qiáng)度和延伸率均比HTPB/DOS固化膠大,HTPB/A16固化膠的拉伸性能優(yōu)于HTPB/DOS;增塑比為1∶1時(shí),HTPB/A16固化膠的斷裂延伸率比HTPB/DOS提高18.6%,模量降低8.6%,A16...
【文章來(lái)源】：含能材料. 2020,28(06)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)
【部分圖文】：
HTPB和A16的分子結(jié)構(gòu)
首先利用Smart Minimization方法對(duì)所構(gòu)建的無(wú)定形分子模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，采用Nose控溫方法[13],Berendsen控壓方法[14],Velocity Verlet算法[15]進(jìn)行求解，范德華和靜電作用分別用Atom based[16]和Ewald[17]方法，非鍵截?cái)喟霃綖?.95 nm，時(shí)間步長(zhǎng)1 fs。先對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行退火處理，從300 K升溫至500 K，再降溫至300 K，進(jìn)行5次循環(huán)，取能量最低的結(jié)構(gòu)進(jìn)行250 ps NPT（等溫等壓）系綜的MD模擬。后50 ps用于分析計(jì)算溶解度參數(shù)和徑向分布函數(shù)。分子模擬計(jì)算前后的混合物構(gòu)象如圖2所示。2.3 HTPB與A16溶解度參數(shù)
徑向分布函數(shù)g(r）表示在距一個(gè)粒子（分子或原子）r處出現(xiàn)另一個(gè)粒子的概率密度與該粒子體系隨機(jī)分布概率密度的比值，可用于表征HTPB與A16增塑劑分子間相互作用的本質(zhì)[19]。圖3給出了平衡結(jié)構(gòu)下HTPB/A16共混物中HTPB‐HTPB、A16‐A16和HT‐PB‐A16的分子間徑向分布函數(shù)。通常氫鍵作用范圍為2.5～3.1，范德華作用范圍為3.1～5.0，大于5.0的范德華作用很微弱。g(r）圖中的r值和峰高，可用于表征相互作用方式和強(qiáng)弱，若共混物的徑向分布函數(shù)值比純物質(zhì)的徑向分布函數(shù)值高，說(shuō)明共混物中的一個(gè)分子周圍出現(xiàn)不同分子的概率大于出現(xiàn)同一種分子的概率，即兩種分子是相容的。由圖3可見，HTPB/A16共混物的徑向分布函數(shù)（HTPB‐A16）高于純物質(zhì)自身的徑向分布函數(shù)（HTPB‐HTPB、A16‐A16），說(shuō)明HTPB與A16相容。因此，綜合溶解參數(shù)和徑向分布函數(shù)分析，HTPB與含能增塑劑A16的相容性較好。3 實(shí)驗(yàn)部分
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]殼體約束下澆注PBX的溫度適應(yīng)性[J]. 鄭保輝,殷明,耿呈禎,陳錫周,劉濤,高大元,湯瀅,羅觀. 含能材料. 2017(03)
[2]DDI/IPDI固化聚氨酯力學(xué)性能及其在PBX炸藥中的應(yīng)用[J]. 鄭保輝,關(guān)立峰,李玉斌,羅觀,劉緒望. 含能材料. 2016(03)
[3]BuNENA含能增塑劑的性能及應(yīng)用[J]. 王連心,薛金強(qiáng),何偉國(guó),周集義,于海成,尚丙坤. 化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料. 2014(01)
[4]BDNPF/A含能增塑劑在炸藥中的應(yīng)用[J]. 朱天兵,劉長(zhǎng)波,張壽忠,尚丙坤,周集義. 化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料. 2013(04)
[5]含能增塑劑的研究新進(jìn)展[J]. 薛金強(qiáng),尚丙坤,王連心,劉飛,王偉. 化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料. 2012(06)
[6]HTPB與增塑劑相容性評(píng)價(jià)的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J]. 蘭艷花,劉亞青,付一政. 含能材料. 2010(01)
[7]含能增塑劑的研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 姬月萍,李普瑞,汪偉,蘭英,丁峰. 火炸藥學(xué)報(bào). 2005(04)
本文編號(hào)：3269606
【文章來(lái)源】：含能材料. 2020,28(06)北大核心EICSCD
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【部分圖文】：
HTPB和A16的分子結(jié)構(gòu)
首先利用Smart Minimization方法對(duì)所構(gòu)建的無(wú)定形分子模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，采用Nose控溫方法[13],Berendsen控壓方法[14],Velocity Verlet算法[15]進(jìn)行求解，范德華和靜電作用分別用Atom based[16]和Ewald[17]方法，非鍵截?cái)喟霃綖?.95 nm，時(shí)間步長(zhǎng)1 fs。先對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行退火處理，從300 K升溫至500 K，再降溫至300 K，進(jìn)行5次循環(huán)，取能量最低的結(jié)構(gòu)進(jìn)行250 ps NPT（等溫等壓）系綜的MD模擬。后50 ps用于分析計(jì)算溶解度參數(shù)和徑向分布函數(shù)。分子模擬計(jì)算前后的混合物構(gòu)象如圖2所示。2.3 HTPB與A16溶解度參數(shù)
徑向分布函數(shù)g(r）表示在距一個(gè)粒子（分子或原子）r處出現(xiàn)另一個(gè)粒子的概率密度與該粒子體系隨機(jī)分布概率密度的比值，可用于表征HTPB與A16增塑劑分子間相互作用的本質(zhì)[19]。圖3給出了平衡結(jié)構(gòu)下HTPB/A16共混物中HTPB‐HTPB、A16‐A16和HT‐PB‐A16的分子間徑向分布函數(shù)。通常氫鍵作用范圍為2.5～3.1，范德華作用范圍為3.1～5.0，大于5.0的范德華作用很微弱。g(r）圖中的r值和峰高，可用于表征相互作用方式和強(qiáng)弱，若共混物的徑向分布函數(shù)值比純物質(zhì)的徑向分布函數(shù)值高，說(shuō)明共混物中的一個(gè)分子周圍出現(xiàn)不同分子的概率大于出現(xiàn)同一種分子的概率，即兩種分子是相容的。由圖3可見，HTPB/A16共混物的徑向分布函數(shù)（HTPB‐A16）高于純物質(zhì)自身的徑向分布函數(shù)（HTPB‐HTPB、A16‐A16），說(shuō)明HTPB與A16相容。因此，綜合溶解參數(shù)和徑向分布函數(shù)分析，HTPB與含能增塑劑A16的相容性較好。3 實(shí)驗(yàn)部分
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]殼體約束下澆注PBX的溫度適應(yīng)性[J]. 鄭保輝,殷明,耿呈禎,陳錫周,劉濤,高大元,湯瀅,羅觀. 含能材料. 2017(03)
[2]DDI/IPDI固化聚氨酯力學(xué)性能及其在PBX炸藥中的應(yīng)用[J]. 鄭保輝,關(guān)立峰,李玉斌,羅觀,劉緒望. 含能材料. 2016(03)
[3]BuNENA含能增塑劑的性能及應(yīng)用[J]. 王連心,薛金強(qiáng),何偉國(guó),周集義,于海成,尚丙坤. 化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料. 2014(01)
[4]BDNPF/A含能增塑劑在炸藥中的應(yīng)用[J]. 朱天兵,劉長(zhǎng)波,張壽忠,尚丙坤,周集義. 化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料. 2013(04)
[5]含能增塑劑的研究新進(jìn)展[J]. 薛金強(qiáng),尚丙坤,王連心,劉飛,王偉. 化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料. 2012(06)
[6]HTPB與增塑劑相容性評(píng)價(jià)的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J]. 蘭艷花,劉亞青,付一政. 含能材料. 2010(01)
[7]含能增塑劑的研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 姬月萍,李普瑞,汪偉,蘭英,丁峰. 火炸藥學(xué)報(bào). 2005(04)
本文編號(hào)：3269606
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