端羟基聚丁二烯/增塑剂共混物相容性的分子动力学模拟和介观模拟

应用分子动力学(MD)和介观动力学(MesoDyn)模拟方法对固体推进剂中端羟基聚丁二烯(HTPB)与增塑剂癸二酸二辛酯(DOS)、硝化甘油(NG)的相容性进行了研究.采用MD模拟方法在COMPASS力场下,对纯物质、HTPB/增塑剂共混物的密度、内聚能密度、溶度参数和共混物分子间的Flory-Huggins作用参数及结合能等进行了模拟计算,通过比较溶度参数差值(Δδ)的大小、模拟前后体系密度变化情况均可以预测HTPB与增塑剂的相容性,结合能的分析揭示了HTPB/增塑剂共混物组分间的相互作用及本质.将Flory-Huggins作用参数转化为MesoDyn模拟的输入参数,采用MesoDyn模拟方法对HTPB/增塑剂共混体系的介观形貌与动力学演变过程进行了研究,通过模拟得到的等密度图、自由能密度和有序度参数等可以判断共混体系的相容性.MD和MesoDyn模拟结果均表明HTPB/DOS属于相容体系,而HTPB/NG属于不相容体系,其结论与实验结果一致.