HTPB固体推进剂增塑剂选取分子模拟研究

固体推进剂中增塑剂要求同粘合剂体系相容性良好,并提高体系的低温性能.本文采用分子动力学(MD)方法,首先计算了端羟基聚丁二烯(HTPB)粘合剂及增塑剂癸二酸二辛酯(DOS)、己二酸二辛酯(DOA)、壬酸异癸酯(TOA)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的溶度参数,以此从相容性角度选取推进剂增塑剂;计算数值基本吻合实验值,表明常用的增塑剂从相容性都能满足要求.其次模拟获取了HTPB及HTPB/增塑剂混合体系的比体积-温度关系得到了体系的玻璃化转变温度(Tg),揭示增塑剂对HTPB体系低温性能的影响.结果显示:(1)HTPB的Tg模拟值为202K,基本吻合实验值196K.(2)HTPB/DOS混合体系中,当增塑剂DOS的质量含量从12%、22%、29%到36%(摩尔含量分别为50%、66%、75%和90%)增加时,体系的Tg线性降低;TOA和DOP增塑的粘合剂体系(摩尔含量为75%)Tg也降低,而增塑剂DOA和DBP对体系的Tg影响不大.因此,基于相容性及提高粘合剂低温性能考虑,DOS、DOA和DOP作为HTPB的增塑剂优于TOA和DBP.