关于交联网络结构对PBT基材拉伸力机械性能影响的分子模拟研究

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 计算化学计算化学
• 聚合物科学 聚合物科学

背景情况:

• 固体推进剂依赖于交叉链接的聚合物网络来实现机械完整性.
• 了解网络结构和宏观性质之间的关系对于性能优化至关重要.
• 分子动力学 (MD) 模拟为研究这些复杂的关系在分子水平上提供了一个强大的工具.

研究的目的:

• 研究基于PBT的固体推进剂的交联网络结构和机械性能之间的相关性.
• 分析不同交叉连接密度对系统能量,微观结构和机械响应的影响.
• 建立基于交叉连接的推进剂机械行为的预测模型.

主要方法:

• 构建一个多组件系统,包括PBT,TDI,TMP,TEG和AP.
• 使用Perl脚本编程来控制动态交叉链接反应.
• 在分子模型上进行单轴拉伸模拟,在不同的拉伸率下,交叉链密度从0%到90%.

主要成果:

• 增加的交叉连接密度显著改变了能量分布,将总系统能量降低了40% (密度为50%至90%).
• 交叉连接增强了共价键,限制了分子运动,并增加了玻璃过渡温度 (Tg).
• 较高的交叉链密度 (例如,90%),表现出明显更大的应力耐力和应力增长率,随着应变率的增加.

结论:

• 交叉连接的网络结构是基于PBT的固体推进剂机械性能的一个关键决定因素.
• MD模拟有效地揭示了交叉链接如何影响能量,微观结构和机械性能.
• 结果为优化推进剂处理和预测各种条件下的性能提供了洞察力.