高能固体推进剂粘合剂固化催化机理的密度泛函理论研究

作者：李慧; 罗国勤; 桑丽鹏; 朱卫华^*

来源：固体火箭技术, 2023, 46(01): 96-101.

• 固体推进剂粘合剂
• 固化剂
• 三苯基铋
• 固化基元反应
• 密度泛函理论

为了探究固化催化剂三苯基铋(TPB)对固体推进剂粘合剂固化反应机理的影响，运用密度泛函理论(DFT)方法，系统地研究了粘合剂聚乙二醇(PEG)和缩水甘油叠氮聚醚(GAP)体系的固化反应：PEG/TDI、GAP/TDI、PEG/IPDI、GAP/IPDI、PEG/N-100和GAP/N-100。基于线性同步转变(LST)与二次同步转变(QST)方法相结合的LST/QST算法，搜索了基元反应路径的过渡态，确定反应的活化势垒。通过对比有无催化剂TPB两种情况下基元反应的活化能垒和过渡态结构的主要键长参数，结果表明，TPB对粘合剂体系的基元反应有着显著的影响。铋原子会靠近粘合剂端羟基O—H键，然后与O—H键的质子氢发生络合作用，导致羟基质子的反应活性增强。分离的H和O原子分别快速向异氰酸酯基团上的N和C原子移动并结合，从而大大降低了反应势垒，提高氨基甲酸酯结构的形成速率。

• 出版日期2023
• 单位湖北航天化学技术研究所; 南京理工大学