硝酸酯類固體推進(jìn)劑混合組分性能模擬研究.pdf

1、本文采用密度泛函理論（DFT方法）研究了硝酸酯類固體推進(jìn)劑19種不同安定劑結(jié)合H+的結(jié)合能、最小鍵級(jí)(WBI)和核化學(xué)位移（NICS值）、親和能和間隙能大小，研究其親核能力的強(qiáng)弱、分子的穩(wěn)定性、芳香性大小與吸引電子的能力等;采用分子動(dòng)力學(xué)模擬對(duì)6種固體推進(jìn)劑單組分及其共混體系的結(jié)合能、內(nèi)聚能密度、溶度參數(shù)和共混物分子間的Flory-Huggins作用參數(shù)等進(jìn)行模擬計(jì)算，比較相容性和不相容性體系的差異，揭示相容性體系相互作用的本質(zhì);最后用

2、分子動(dòng)力學(xué)方法，對(duì)HTPB、ATPB、GAPA及其它推進(jìn)劑組分的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)行了研究，并與實(shí)驗(yàn)取得的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)行對(duì)比。本文可分為以下三部分:
　　1、采取密度泛函理論(DFT)的B3LYP方法和6-311G**基組，對(duì)包括AK2、M1-M5、STAB-1等國外報(bào)道的新型安定劑以及國內(nèi)常用的芳香胺類安定劑，如鄰硝基二苯胺(2-ndpa)、二苯胺(DPA)、二甲基二苯基脲(C2)、二乙基二苯基脲(EC)、N-(2-甲氧基乙基

3、)對(duì)硝基苯胺(MENA)等19種硝酸酯類固體推進(jìn)劑用安定劑，優(yōu)化安定劑及其與H+作用后的中間體的穩(wěn)定構(gòu)型，通過計(jì)算安定劑結(jié)合H+的反應(yīng)能變，比較親核能力的強(qiáng)弱;又通過計(jì)算安定劑的離解能，比較其分子的穩(wěn)定性;計(jì)算安定劑的最小鍵級(jí)(WBI)和核化學(xué)位移(NICS值)，討論其芳香性大小;計(jì)算電子親和能和間隙能的大小，分析其吸引電子的能力，分析其中穩(wěn)定性能最優(yōu)的安定劑。
　　2、針對(duì)固體推進(jìn)劑組分組分如1，2，4-丁三醇三硝酸酯(BTTN

4、)、奧克托金(HMX)、葵二酸二辛脂(DOS)、硝化甘油(NG）、端羥基聚丁二烯(HTPB)、二乙基二苯脲(EC)組成的混合體系進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬，從溶解度參數(shù)和Flory-Huggins相互作用參數(shù)等預(yù)測(cè)聚合物的相容性。通過對(duì)6種固體推進(jìn)劑單組分及其共混體系的結(jié)合能、內(nèi)聚能密度、溶度參數(shù)和共混物分子間的Flory-Huggins作用參數(shù)等進(jìn)行模擬計(jì)算，比較相容性和不相容性體系的差異，揭示了相容性體系相互作用的本質(zhì)。
　　3、利用

5、分子動(dòng)力學(xué)模擬對(duì)固體推進(jìn)劑的組分端羥基聚丁二烯(HTPB)、端疊氮基聚丁二烯(ATPB)、端疊氮聚疊氮縮水甘油醚（GAPA）等推進(jìn)劑組分反應(yīng)過程中的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)行計(jì)算，通過對(duì)不同溫度下物質(zhì)的比容作圖，得到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，之后經(jīng)過與實(shí)驗(yàn)值的比對(duì)，發(fā)現(xiàn)計(jì)算中出現(xiàn)的問題，以及提供改進(jìn)的措施。另外測(cè)得HTPB與ATPB分別和不同增塑劑如1，2，4-丁三醇三硝酸酯(BTTN)、硝化甘油(NG)等混合體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，比較加入不同增塑劑的效