三种胺类防老剂对丁羟聚氨酯老化防护机理的分子模拟

摘要：

为探究三种不同防老剂N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺(4020)、N-异丙基-N'-苯基对苯二胺(4010NA)、N-苯基-2-萘胺(D)在丁羟聚氨酯(HTPB-TDI)体系中的防老机理与防老性能优劣,采用量子力学(QM)模拟、分子动力学(MD)模拟、蒙特卡洛(MC)模拟分别对HTPB-TDI体系与各组分的解离自由能、扩散系数、溶度参数与渗透系数进行了计算.结果表明:三种防老剂的解离自由能大小顺序为ΔGD>ΔG4010NA>ΔG4020,并且均小于HTPB-TDI的最小解离自由能345.63 kJ·mol-1,说明三种防老剂均能优先与HTPB-TDI中的活性自由基反应并且减缓HTPB-TDI中自由基连锁反应的进行;防老剂4020的扩散系数及其与HTPB-TDI的溶度参数差值最小,说明防老剂4020迁移能力差且与HTPB-TDI相容性好,从而能在HTPB-TDI中稳定均匀存在;氧气在三种丁羟聚氨酯-防老剂体系中的渗透系数大小顺序为PHTPB-TDI/D>PHTPB-TDI/4010NA>PHTPB-TDI/4020,表明防老剂D的阻氧能力最差.综合三种防老剂的化学反应难易程度、迁移性大小、相容性优劣以及氧气的渗透性好坏,可得三种防老剂的防老性能优劣为4020>4010NA>D.

关键词：分子模拟;丁羟聚氨酯(HTPB-TDI);防老剂;解离自由能;迁移性;相容性;渗透性

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分类号：TJ55;O63(爆破器材、烟火器材、火炸药)

资助基金：武器装备预先研究项目基金51328050101

在线出版日期：2021-12-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1089-1098