view in publisher's site

Microscale investigations of mechanical responses of TKX-50 based polymer bonded explosives using MD simulations

Highlights•The high energetic materials were designed based on coupling between TKX-50 and polymers.•The mechanical responses and coupling behavior were studied in microscopic scale.•The microscopic behaviors of deformation of TKX-50/polymer were studied using NEMD simulations.•The elastic moduli of nanocomposites TKX-50/polymer reduced with the increases of the polymer concentration.AbstractTKX-50 (dihydroxylammonium 5,5′-bistetrazole-1,1′-diolate) has high energy storage, high detonation speed, low sensitivity and low toxicity. The addition of polymer binders can provide better flexibility for TKX-50 to improve safety when they are subjected to external mechanical stimuli. In this work, four polymer binders, i.e. glycidyl azide polymer (GAP), polyglycidyl nitrate (PGN), polyethylene glycol (PEG) and polytetrahydrofuran (poly-THF), are added to TKX-50 with a mass fraction from 1% to 12%. Matrix notation calculations showed that the elastic moduli of nanocomposites TKX-50/polymers reduced with the increase of the polymer concentration. The microscopic behavior of deformation of TKX-50/polymers were studied using non-equilibrium molecular dynamics (NEMD) simulations. Dependence of tensile strength and Young’s modulus on the mass fractions and structure of polymer binders was investigated. It is found that the GAP and PGN self-crimp on the surface of TKX-50, while PEG and poly-THF are extended on the surface of TKX-50. Our results showed that polymer binders can improve the mechanical properties of TKX-50 with an order of poly-THF ≈ PEG > PGN > GAP.Graphical abstractDownload : Download high-res image (254KB)Download : Download full-size image

بررسی‌های ریز مقیاس پاسخ‌های مکانیکی TKX - ۵۰ مبتنی بر مواد منفجره پیوند یافته با پلیمر با استفاده از شبیه‌سازی‌های MD

نکات برجسته * مواد پر انرژی براساس جفت شدگی بین TKX - ۵۰ و پلیمرها طراحی شده‌اند. پاسخ‌های مکانیکی و رفتار جفت شدگی در مقیاس میکروسکوپی مورد مطالعه قرار گرفتند. رفتار میکروسکوپی تغییر شکل TKX - ۵۰ / پلیمر با استفاده از شبیه‌سازی‌های NEMD مورد مطالعه قرار گرفته‌است. مدول الاستیک نانوکامپوزیت TKX - ۵۰ / پلیمر با افزایش غلظت پلیمر کاهش می‌یابد. افزودن پیوندهای پلیمری می‌تواند انعطاف‌پذیری بهتری را برای TKX - ۵۰ فراهم کند تا ایمنی را هنگامی که در معرض محرک‌های مکانیکی خارجی قرار می‌گیرند، بهبود بخشد. در این کار، چهار پیوند دهنده پلیمر، یعنی پلیمر گلیسیدیل آزید (GAP)، پلی گلیسیدیل نیترات (PGN)، پلی‌اتیلن گلیکول (PEG)و پلی تتراهیدروفوران (پلی - THF)، با کسر جرمی از ۱ % تا ۱۲ % به TKX - ۵۰ اضافه می‌شوند. محاسبات نماد گذاری ماتریسی نشان داد که مدول الاستیک نانوکامپوزیت های TKX - ۵۰ / پلیمر با افزایش غلظت پلیمر کاهش می‌یابد. رفتار میکروسکوپی تغییر شکل TKX - ۵۰ / پلیمرها با استفاده از شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی غیر تعادلی (NEMD)مورد مطالعه قرار گرفته‌است. وابستگی مقاومت کششی و مدول یانگ به کسر جرمی و ساختار پیوندهای پلیمری مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد که GAP و PGN خود - کریمپ بر روی سطح TKX - ۵۰ هستند، در حالی که PEG و poly- THF بر روی سطح TKX - ۵۰ گسترش می‌یابند. نتایج ما نشان داد که پیوند دهنده‌های پلیمری می‌توانند خواص مکانیکی TKX - ۵۰ را با ترتیب پلی - THFPEG، PGN، GAP.Gرپ، چکیده بارگذاری: دانلود تصویر با کیفیت بالا (۲۵۴ KB). دانلود: دانلود تصویر با اندازه کامل
ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.