基于PBT的化推进剂在拉伸变形下介面效应的分子动力学模拟
Hongjun Liao1, Jiangyan Lv2, Peng Cao3
1School of Mechanical Engineering and Mechanics, Xiangtan University, Xiangtan 411105, China.
Polymers
|April 12, 2025
概括
基于PBT的化推进剂的机械性能取决于矩阵和甲 (AP) 水晶之间的接口. 优化交叉连接和AP缺陷大小可以提高推进剂的稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 复合推进剂的机械性能对于其性能和安全至关重要.
- 聚合物矩阵和氧化器晶体之间的接口显著影响推进剂的行为.
- 在原子层面上理解这些界面效应是材料设计的关键.
研究的目的:
- 调查矩阵-晶体界面特征对PBT基亚胺推进剂的机械性能的影响.
- 分析温度,拉伸率,交叉连接密度和缺陷大小对接口粘附和故障机制的影响.
- 为优化复合推进剂的结构稳定性提供原子规模的见解.
主要方法:
- 用分子动力学 (MD) 模拟来建模基于PBT的化推进剂.
- 模拟分析了不同的交联密度 (70%,80%,90%) 和甲 (AP) 缺陷宽度 (20 Å,30 Å,40 Å).
- 应用了单轴拉伸变形来评估机械性能和故障模式.
主要成果:
- 低温导致了易碎的界面行为,而更高的温度促进了柔性.
- 增加交叉连接密度 (高达90%) 提高了接口强度和抗拉能力.
- 较高的拉伸率增加了峰值应力,而较低的拉伸率改善了分子重新排列和抗拉能力.
- 较小的AP缺陷保持了接口完整性,而较大的缺陷将故障转移到批量矩阵.
结论:
- 接口特性决定了基于PBT的化推进剂的机械反应.
- 交叉连接密度和AP缺陷大小是调整推进剂结构稳定的关键参数.
- 模拟MD提供了宝贵的原子级洞察力,用于设计更安全,更坚固的能量材料.
