端羟基聚丁二烯与异氰酸酯反应的计算研究

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1、端轻基聚丁二烯与异氤酸酯反应的计算研究摘要运用G03W程序在高精度密度泛函理论方法[B3LYP/6-31G門框架下,对火箭推进剂衬层中的本体固化反应：端轻基聚丁二烯(HTPB>甲苯二异氟酸酯(2ATDIz2,6-TDI)以及他们之间固化反应的过渡态进行了几何构型全优化、频率分析、自然电荷和Wiberg键级分析、前线轨道分析以及内禀反应坐标(IRC)分析。详细阐述了它们之间的固化反应微观机理。振动分析和IRC计算证实了反应势能面上的各驻点的真实性和相互连接关系；通过计算得到了该反应通道的活化能，并进行了零点能校正。结果表明

2、：在无加热无催化剂无溶剂条件下，HTPB与TDI的本体固化反应仅通过一个环状过渡态即可完成，无需经过中间体。24TDI的固化反应活性优于2,6-TDI09509关键词端轻基聚丁二烯(HTPB)甲苯二异氧酸酯(TDD反应机理反应活性密度泛函方法(DFT)毕业设计说明书（论文）外文摘要TitleAcomputationalstudyofHTPBwithTDIreactionAbstractThedensityfunctionaltheorymethodtheB3LYP/6-31G**wasemployedtocaculate

3、thecuringreactionwhichhappenedinrocketpropellantliningusingG03WprogrambetweenHydroxyl-terminatedpolybutadieneandToluenediisocyanate.Theirtransitionstategeometrieswereoptimizaedandfrequency『naturalchargesWibergbondorderandfrontierorbitalaswellintrinsicreactioncoor

4、dinate(IRC)wereanalysed.Themechanismofthecuringreactionwaselaborated.VibrationanalysisandIRCcalculationsconfirmedtheauthenticityofthestationarypointsofthereactionpotentialenergysurfaceandconnectedtoeachotherrelations;obtainedbycalculatingtheactivationenergyofther

5、eactionchannel,andthezero-pointenergycorrection.Theresultsshowedthat:noheatingwithoutcatalystandsolvent-freeconditions,thebodycuringreactionofHTPBwithTDIonlythroughacyclictransitionstatecanbecompletedwithoutgoingthroughintermediate.Thecuringreactionof2,4-TDIactiv

6、itythan2,6-TDI.1引言1.1研究背景推进剂是一类为火箭发动机提供能源和工质的物质（工质是指吸收初始能源释放出来的能量从而使之做功的物质I按照推进剂的物理状态可分为液体、固体和固液混合三种状态。目前用于军事中的推进剂主要是固体推进剂。因为使用固体推进剂的固体火箭发动机具有结构简单、作用可靠、精度高、维护方便、发射准备时间短、使用安全等一系列优点，从而在各种火箭和导弹武器中占据了主导地位，特别是在战术火箭和导弹中使用更加的广泛。在整个固体推进剂发展的过程中，黏合剂是贯穿其中的主线，同时也被认为是推进剂更新换代的

7、重要标志，含能黏合剂、新型高能氧化剂、含能增塑剂的组合使用成为提高推进剂能量的最主要手段，目前世界各国都投入了大量的人力物力进行全面研发［1］。其中复合推进剂是由充分粉碎的无机氧化剂如过氯酸披、硝酸钱等，和被用作燃料的高分子粘合剂,并加少量附加物而组成的聚集态为异相的固体推进剂，是一种燃料加氧化剂类型的火药。复合推进剂一般由氧化剂、粘合剂、固化剂和附加剂（防老剂、键合剂、增塑剂、润滑剂、燃速调节剂）等组成。粘合剂有聚硫化物、聚氯乙烯、聚氨酯等种类。热固性粘合剂由于其良好的黏结和机械性能，以及在成型工艺上的优势,更适用在大

8、尺寸发动机。而热固性粘合剂的主要种类聚丁二烯（又名丁轻胶，HTPB）。七十年代我国发展了丁轻推进剂，目前己成为主要的推进剂品种。作为粘合剂的端轻基聚丁二烯制造成本低、粘度小，弹性好、耐水、防湿性能好、固化比较完全，为广泛使用与发展高固体含量推进剂提供了有利条件。能量始终是固体推进剂追求的最重要目标，为了提高能量，实现