PEG/N‑100中增塑剂扩散性能的微观与介观模拟

• 作者: 夏成 孔令泽 王鑫 董可海 裴立冠 陈思彤
• 来源期刊: 含能材料
• 学科: 工学
• 关键词: 硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂 增塑剂 三羟甲基乙烷三硝酸酯（TMETN） 扩散系数 分子模拟
• 年，卷（期）: 2020,（8）
• 页码范围: 740-748
• 页数: 9页
• 分类号: TJ55
• 语种: 中文
• DOI: 10.11943/CJEM2019221

摘要

为探究含能钝感增塑剂三羟甲基乙烷三硝酸酯（TMETN）在硝酸酯增塑聚醚（NEPE）推进剂黏合剂中的扩散性能，采用分子模拟（MD）法比较了硝化甘油（NG）、1,2,4‑丁三醇三硝酸酯（BTTN）及TMETN在聚乙二醇/固化剂（PEG/N‑100）中的扩散系数、分析了扩散机理，并讨论了温度及增塑比对TMETN扩散性能的影响。结果表明：增塑剂扩散系数的大小顺序为NG>BTTN>TMETN，这说明TMETN的扩散能力较弱；从微观角度分析扩散的机理为：增塑剂与预聚体的分子间相互作用越强、体系的自由体积分数越小、增塑剂分子的尺寸越大，则增塑剂越难发生扩散；在三种增塑体系中，TMETN与PEG/N‑100的结合能力最强、原子间氢键作用最强、该体系中PEG/N‑100的自聚集能力最弱，且TMETN分子尺寸最大，故而TMETN最难发生扩散；随着温度升高，TMETN扩散系数的增加先缓慢后剧烈，这与高温加速老化的规律保持一致，分析温度对扩散机理的影响为：高温使原子间氢键作用峰值减小、位置后移，即增塑剂与黏合剂的相互作用减弱，并且体系的自由体积分数也变大；随着增塑比的增加(2.5、2.8、3），TMETN扩散系数减小，介观研究表明体系的相容性变好是其中的原因之一。