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摘要本论文文采用N100的两种典型结构（HDI和双缩二脲结构）分别与不同链节的PEG进行模拟计算。运用G03程序，在高水平密度泛函理论下（B3LYP/6-31G**），对上述固化反应进行了反应物、反应中间物种及过渡态的结构优化、频率分析、布局分析，前线轨道分析以及IRC分析，获得了该固化反应的简单条件下的反应机理以及一系列热力学和动力学数据，并发现PEG的链节对该固化反应的活化能影响程度不是很大。5652
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关键字 活化能 PEG(聚乙二醇) 异氰酸酯 HDI（优尔亚甲基二异氰酸酯） 双缩二脲 密度泛函理论
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title A computational study of the hydroxy terminated polyether and isocyanate
Abstract
The density functional theory method B3LYP/6-31G** was performed to calculate the reaction between N-100(HDI and biuret structure) and PEG with different chain length , using G03 program . The structural optimization , frequency analysis , population analysis, frontier orbital analysis and the IRC analysis with reactants were performed for the reaction intermediate species and transition states . Then we can get the reaction mechanism under simple conditions of the curing reaction and a series of thermodynamic and kinetic data . Eventually we found that the PEG chain of the curing reaction has little effect on activation energy and get a series of thermodynamic and kinetic data about the reaction mechanism under simple conditions of the curing reaction .
Keywords Activation Energy Polyethylene Glycol(PEG) Isocyanate Isocyanate Hexamethylene Diisocyanate(HDI)
Density Function Theory(DFT)
目录
1 绪论 1
1.1 聚乙二醇 2
1.2 优尔亚甲基二异氰酸酯（HDI） 3
1.3 N-100 3
2 计算模拟研究方法 4
2.1 量子化学方法 6
2.2 分子动力学方法(MD) 7
2.3 本论文计算方法 7
3 课题选择和论文主要内容 8
3.1 课题选择 8
3.2 论文主要内容 9
4 结果与讨论 10
4.1 端羟基聚醚与异氰酸酯反应机理 10
4.2电荷分析 15
4.2 不同链节的PEG与HDI的反应 18
4.2.1 优化后各个分子的构 18
4.2.2 不同链节的PEG与HDI的反应 20
4.3 不同-NCO位置的双缩二脲与PEG的反应 22
4.3.1优化后各个分子的构型 22
4.3.2 不同位置-NCO的双缩二脲与PEG的反应 24
4.4 同一位置-NCO的双缩二脲与不同链节PEG的反应 25
4.4.1优化后各个分子的构型 25
4.4.2 不同链节的PEG与同一位置-NCO双缩二脲的反应 27
结论 30
致谢 31
参考文献 32
1 绪论
随着聚氨酯工业的高速发展，异氰酸酯成为聚氨酯树脂合成的重要原料，聚氨醋是五大合成高分子材料之一, 其以泡沫塑料、弹性体、纤文、涂料、合成革、胶粘剂、密封剂等各种形式广泛应用于国民经济和人民生活中的各个领域[1]。
聚氨酯包覆层是随着聚氨酯黏合剂在固体火箭推进剂中的广泛应用而逐渐发展起来的[2]，但在初期的应用远不如由耐热性较好的聚合物如硅橡胶和三元乙丙橡胶等加以大量的无机填料制成的包覆层广泛。在现代战争中，武器作战要求和侦察探测手段日益提高，要求在战术导弹中必须配合无(少)烟推进剂使用无(少)烟包覆层，在此基础上，聚氨酯包覆层的应用日益被关注[3]。国外在20世纪80年代采用对热敏感的纯脂肪族聚氨酯配以草酰胺之类的有机填料制成了新一代无烟或少烟的聚氨酯包覆层。当前聚氨酯弹性体多用于燃气发生器和内孔装药包覆层，而且多为可燃或缓燃包覆层，聚氨酯包覆层已成为国内外装药包覆的一个重要品种[4]。聚氨酯还有一个重要的用途是用于壳体粘接式发动机装药，以及绝热层与推进剂之间粘接用衬层。