新型含能材料TKX-50共混体系的力学性能研究

采用分子动力学(MD)模拟研究新型含能材料TKX-50(1,1'-二羟基-5,5'-联四唑二羟胺盐)分别与HMX和RDX形成的TKX-50/HMX混合体系和TKX-50/RDX混合体系的力学性能。主要模拟了TKX-50、HMX和RDX,以及TKX-50/RDX混合体系和TKX-50/HMX混合体系在不同温度下力学性能的变化。研究结果表明TKX-50/RDX混合体系使TKX-50的剪切模量变小,同时使TKX-50的弹性模量减小。TKX-50/HMX混合体系使TKX-50的体积模量变小,使TKX-50的K/G值减小。298K时,TKX-50/HMX混合体系的体积模量,剪切模量,拉伸弹性模量大于HMX,TKX-50/RDX混合体系的体积模量,剪切模量,拉伸弹性模量大于RDX。

基于TKX-50的PBXs含能材料力学性能计算模拟

在含能材料中添加高分子粘结剂来制备高聚物粘结炸药(PBXs)是改善其力学性能的一种重要手段。含能材料1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐(TKX-50)具有高储能、高爆速、低灵敏度和低毒性等特点。将TKX-50分别与HMX和RDX混合得到TKX-50/HMX混合体系和TKX-50/RDX混合体系。该文利用分子动力学(MD)模拟分别计算在TKX-50、TKX-50/HMX混合体系和TKX-50/RDX混合体系中添加聚双(叠氮基甲基)氧杂环丁烷(poly-BAMO)和聚双(氟甲基)氧杂环丁烷(poly-BFMO)形成的PBXs的力学性能。基于弹性力学原理计算的结果表明,TKX-50/高聚物PBXs的杨氏模量E、剪切模量G、体积模量K较纯的TKX-50晶体模量均有下降。且模量随所加入poly-BAMO和poly-BFMO的质量分数增加而降低越多,其中poly-BFMO对PBXs弹性和塑性的提高比poly-BAMO更显著。TKX-50/HMX混合体系的PBXs与TKX-50/RDX混合体系的PBXs的K/G值分别相比TKX-50/HMX混合体系与TKX-50/RDX混合体系下降。在TKX-50/RDX混合体系中添加poly-BAMO或者poly-BFMO形成的PBXs相比TKX-50/RDX混合体系硬度增大,弹性下降。

分子模拟研究微孔材料对光气吸附扩散性能的影响及材料筛选

利用分子模拟的方法研究了微量光气(COCl2)在微孔材料中的吸附和扩散性能,并分析了材料结构的影响.结果表明,光气在金属有机框架材料(MOF)和共价有机框架材料(COF)中的吸附等温线主要表现为第Ⅰ类型和第Ⅴ类型吸附.当光气压力较低时,COF材料和含有开放金属位点的材料对其吸附性能较好.通过对不同压力下吸附量的比较发现,吸附达到饱和前,随着压力和孔隙率(VF)的升高,材料对光气的吸附量增大.通过分子动力学模拟研究光气在微孔材料中的扩散性能发现,较强吸附位点的存在不利于光气在孔道中的扩散.通过气体分子在材料中的径向函数分布图及模拟轨迹分析发现,分子协同效应和空间位阻效应相互竞争决定了扩散速率的快慢.综合评价材料的吸附和扩散性能发现,COF-102,COF-300,Zn MOF-74,Zn-DOBDC和PCN-60是理想的吸附材料,这些材料可以应用于环境中光气泄漏的防治.