聚乙二醇及增塑剂混合体系的模拟研究(3)
高能推进剂主要指第四代聚氨酯推进剂。已经开发并且广泛使用的有硝酸酯增塑聚醚（NEPE）推进剂和交联改性复合双基推进剂[5]。更新的发展是含能聚醚粘合剂、高能高密度氧化剂以及含能添加剂的研制。其中最引人注目的是含能聚醚预聚物的研究，含三硝基氮杂环丁烷的配方正在研制中。
高能固体推进剂一般由PEG、GAP等为粘合剂体系，以高氯酸铵(AP)、奥克托金(HMX)或黑索金(RDX)为氧化剂，以铝粉(Al)为燃料添加剂等组成，是一种粘弹性复合材料。能固体推进剂的研制,一直是推进剂发展中的一项重要课题,各国的研究者得出了如下原则:即在综合使用性能良好的前提下改善和提高固体推进剂的能量。最具现实意义的技术途径则是对现有各类推进剂的优点进行合理组合,发挥各自优点,从而赋予推进剂更优良的性能。硝酸酯增塑的聚醚Nitnate Ester Plasticized Polyether推进剂,就是这样一类既充分发挥了改性双基能量高的优点,又采用了高分子预聚物为粘合剂而获得良好的力学性能, 并在综合性能上比原有水平更优越的推进剂,成为固体推进剂技术发展的新方向[6]。NEPE推进剂的粘合剂是由大量含能增塑剂硝酸酯与聚醚聚氨酯所组成的一种高分子弹性体,其相态结构由硝酸酯的结晶性质、硝酸酯与聚合物间的混溶能力聚合物网络链的结晶倾向三方面因素所决定。
1.2 研究方法
1.2.1 计算机模拟方法
随着计算机模拟技术的发展,使实验上尚无法获得或很难获得的大量重要信息的获取成为可能,虽不能完全代替实验但为科研工作者们提供了重要的参考、指导实验、验证某些理论假设,降低试验的盲目性、成本低廉。
计算机模拟在研究中扮演着构筑理论方法和实验方法桥梁的角色[7]。应用计算机仿真模拟,通过建立一个简单的模型,可以找到符合功能材料预期性能的最好的组成、最佳配比以及最合理的工艺流程,这样可以节省大量的人力、物力和财力。计算机巨大的存储空间、高速运算能力和逻辑判断能力辅之以人的神奇创造力,它所产生的效应是不可估量的,它必将对材料设计提供巨大的指导和帮助.另外，对于某些大自由度、低对称性、非线性问题及复杂相互作用的物理系统，计算机模拟可以获得常规的物理实验无法获得的重要的数据结果。此外，计算机模拟还可以将模型系统设置于极端或者不合理的条件下，可以看到目前实验技术无法达到的极端条件下所呈现出的许多奇异的物理现象，大大丰富和发展了理论物理的内涵。
随着高分子技术与聚合物科学的发展，人们已经不满足于仅仅用实验的手段来研制新型高分子材料和提高现有材料的性能，于是，除实验和理论外，计算机模拟已成为解决材料科学中实际问题的第三种方法[8]。计算机模拟既不是实验方法也不是理论方法，它是在实验基础上，通过基本原理，构筑成一套模拟与算法，从而计算出合理的分子结构与分子行为。运用分子模拟技术，人们能够对材料原子及分子层次的机理有更全面的了解。计算机模拟通常是用来研究“平衡态”问题，即模拟系统达到了热平衡、力平衡和化学平衡以及相平衡，物理性质经过充分的弛豫过程后已经达到稳定。目前的计算机模拟多数为平衡态模拟，可用于研究物质结构、热力学性能等。
对于完整和非完整晶体的结构，动力学和热力学的性质可以采用3种主要的方法来进行模拟。它们是分子动力学（简称MD）、蒙特卡罗方法（Monte Carlo method，简称MC）、和分子力学方法（简称MM）.其中分子动力学方法已经运用于模拟原子的扩散、级联碰撞、离子注入、熔化、薄膜生长、相变、表面和缺陷等过程，可以得到原子的结构因子、状态方程、弹性模量、热膨胀系数、热容和焓等物理量[9]。
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