HTPB分子式是由金属燃料铝粉、高铝酸铵、高分子粘合剂烯(hydroxy-terminatedpolybutadiene,HTPB分子式)等组成的非均相混和物,具有粘度低、力学性能优良、能量较高、危险等级低、燃速调节范围宽、制工艺简单和研制技术成熟等优点,在国内外得到广泛的应用在微观结构上AP和Al颗粒呈分散相分布,HTPB分子式粘合剂为连续相,固体颗粒与粘合剂的黏结状况是影响固体推进剂力学性能的关键因素。当推进剂受到一定载荷作用时很容易出现“脱湿”现象,这对推进剂的力学性能、燃烧性能和储存性能十分不利,对黏结状况起决定作用的是粘合剂连续相与固体颗粒填料之间的界面行为。

因此研究粘合剂与固体颗粒之间的相互作用情况,从理论上揭示宏观力学性能和微观结构之间的关系就成为一个迫切需要研究的课题。近几年采用量子力学和分子力学的方法模拟计算**或高分子材料的论著已较多。

广义虎克定律是材料应力应变的最一般关系,即应力用应变的线性组合表示,组合系数Cij是6×6 弹性系数矩阵元,弹性常数Cij是表征晶体对外力的一种反应能力。原则上讲,材料的所有力学性质均可从它的弹性系数矩阵导出。由于弹性应变能的存在,即使极端各向异性体也满足Cij=Cji,即独立的弹性常数只有21个。对于各向同性体,仅有2个独立的弹性常数,故用两个拉梅系数即可求出各模量和泊松比。考察HTPB分子式/Al的弹性系数矩阵结果如表1所示。由表1可见,除对角元素Cii和C12、C21共8个矩阵元外,其余各值很小,多数接近为0,可见所模拟的HTPB分子式/Al近似为正交各向异性弹性体,其中C11、C22很大,说明产生同样的形变需承受很大的应力;而其他的系数较小,表明HTPB分子式/Al结构具有明显的各向异性。可以采用柯西压(C12-C44)作为判断物质的延展性、脆性的标准,一般来讲,对于延展性材料,柯西压取正值,反之脆性材料取负值。由表1可以看出,HTPB分子式与不同铝晶面构成的层状模型,属于脆性材料,随温度升高,大部分柯西压有升高的趋势,反映其随温度升更富延展性而脆性降低。

本文出自：www.ty1971.cn