高聚物粘结CL-20/DNB共晶PBX和PVDF/PES膜结构与性能的MD研究
本文采用分子动力学模拟方法，对CL-20/DNB共晶基复合体系结构与性能及PVDF/PES膜的油水分离性能进行了模拟工作，可以得出如下结论: 沿(001)、(010)和(100)晶面切割CL-20/DNB共晶超胞模型，其中沿(001)晶面，在不同位置切割四次;设置各晶面上真空层厚度为零，建立“切割模型”。研究发现:(100)晶面的切割模型和(001)的第一个切割模型的密度、内聚能密度和结合能均比超胞模型低，且能量偏低主要表现在范德华作用分量上;而其他切割模型均与超胞近似相等。对相关函数分析共晶内CL-20和DNB分子层的界面作用，发现各切割模型中均存在氢键作用，尤其以DNB分子层中的O原子与CL-20分子层的H原子氢键作用最强。以CL-20/DNB共晶炸药为基，添加PEG构建高聚物粘结炸药PBXs模型，在295K温度下进行MD模拟。结果显示:(001)晶面的第三个切割模型与PEG的结合能最大;g(r)显示各PBXs体系中均存在氢键作用，而(001)/PEG体系中的氢键作用最强。添加少量PEG后，PBXs体系的延展性得到改善。比较界面炸药分子的扩散系数得知，(001)/PEG体系的最小，说明此体系中界面炸药分子与PEG结合的较好，对炸药分子的位移阻碍作用优秀。 水分子在油分子中的扩散系数大小顺序为正十六烷＞石蜡基油＞环烷基油。水分子与三种油体系的相互作用以范德华作用为主，静电力作用几乎可以忽略，这反映了油分子的非极性特征。按5∶5比例添加聚醚砜(PES)改性聚偏氟乙烯(PVDF)膜，发现膜的亲水性增大，且PVDF膜的力学性能得到了改善，能够承受更高的跨膜压。水分子在PVDF/PES共混膜中的扩散系数小于PVDF;在油水分离性能方面，混合膜体系中水分子扩散系数均相应地比PVDF膜体系小。这些都说明添加PES改性PVDF后，膜材料中的自由体积变小了，扩散迁移变得困难。接下来对PVDF/PES膜的改性工作中，在寻找物质增大膜亲水性的同时，必须考虑它能否增大膜材料中的自由体积。
共晶炸药;高聚物粘结炸药;聚醚砜;聚偏氟乙烯膜;油水分离性能
南京理工大学
硕士
材料工程
肖继军
2016
中文
TQ564
79
2016-11-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）