使用分子动力学模拟,分析PBT亚胺推进剂矩阵和缺陷的AP填充剂之间的界面粘附特性
Xianzhen Jia1, Linjing Tang1, Ruipeng Liu1
1National Key Laboratory of Energetic Materials, Xi'an Modern Chemistry Research Institute, Xi'an 710065, China.
Polymers
|January 8, 2025
概括
较高的矩阵交叉连接和特定的填充器缺陷改善了推进剂的粘附性. 分子动力学模拟揭示了聚-3,3-bis-azidomethyl oxetane) -tetrahydrofuran矩阵特性和甲酸填充剂缺陷如何影响界面强度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 计算化学计算化学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 接口粘附对于推进剂性能至关重要,直接影响解结阻力.
- 填料缺陷和矩阵交叉连接是影响这种粘附的关键因素.
- 在微观水平上了解这些相互作用对于推进剂设计至关重要.
研究的目的:
- 为了研究甲 (AP) 填充剂和聚-3,3-bis-azidomethyl oxetane) - tetrahydrofuran (PBT) 矩阵之间的界面吸附行为.
- 分析矩阵交联度,AP填充器缺陷和温度对接口属性的影响.
- 提供有关先进PBT化推进燃料设计的见解.
主要方法:
- 采用了全原子分子动力学 (MD) 模拟.
- 模拟集中在不同的矩阵交联 (70-90%),AP缺陷宽度 (20-40 Å) 和温度 (200-1000 K) 上.
- 分析包括微观界面吸附,结合能量和辐射分布函数 (RDF).
主要成果:
- 增加PBT矩阵交叉连接通常会增强界面吸附强度.
- 发现不完整的交叉连接会减少粘附.
- 观察到大约30 Å宽的AP填充器缺陷通过修改接触面积来改善吸附.
- 约束能量和接口RDF显示随着温度的增加而出现波动.
结论:
- 这项研究阐明了控制PBT矩阵-AP界面吸附的微观机制.
- 矩阵交叉连接和填充剂缺陷特征显著影响推进剂粘附.
- 这些发现为优化PBT化推进剂的配方提供了宝贵的指导,以提高性能.
