GAP 黏合劑基體與ε?CL?20 界面作用

張 鑫，胡 翔，徐星星，周水平，唐 根，龐愛民

（1. 航天化學(xué)動(dòng)力技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 襄陽(yáng) 441003；2. 湖北航天化學(xué)技術(shù)研究所，湖北 襄陽(yáng) 441003）

1 引言

硝酸酯增塑聚醚（NEPE）固體推進(jìn)劑是目前實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用的能量最高的固體推進(jìn)劑，其配方中的高能炸藥和含能增塑劑是實(shí)現(xiàn)高能量的物質(zhì)基礎(chǔ)［1-5］。近年來，為了進(jìn)一步提高NEPE 推進(jìn)劑的能量水平，采用含能聚疊氮縮水甘油醚（GAP）替代惰性的聚乙二醇（PEG）作為黏合劑，采用新型高能量密度炸藥六硝基六氮雜異伍茲烷（ε-CL-20）替代傳統(tǒng)的硝胺炸藥奧克托今（β-HMX）作為高能固體填料，獲得了更高比沖的GAP/ε-CL-20 高能固體推進(jìn)劑，大幅提升了固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的能量性能水平。但GAP/ε-CL-20 高能固體推進(jìn)劑與PEG/β-HMX 高能固體推進(jìn)劑相比力學(xué)性能大幅下降。作為高固體含量的高分子復(fù)合體系，推進(jìn)劑的力學(xué)性能取決于各組分的性質(zhì)，與制備工藝以及黏合劑體系與固體填料間界面性質(zhì)有關(guān)，此外還受到能量性能、燃燒性能、安全性能等指標(biāo)的制約和限制。因此，研制高能固體推進(jìn)劑配方時(shí)必須綜合考慮，兼顧各項(xiàng)性能。若配方已基本確定，即黏合劑體系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和固體填料含量、粒度級(jí)配已經(jīng)確定的前提下，推進(jìn)劑的基本力學(xué)性能也確定，則相同制備工藝下，影響高能固體推進(jìn)劑力學(xué)性能的因素主要是黏合劑體系與固體顆粒界面粘結(jié)狀況［6-7］。

國(guó)內(nèi)外開展了大量推進(jìn)劑組分間相互作用的研究，Marthinus 等［8］用掃描電子顯微鏡觀察推進(jìn)劑的原位單軸拉伸過程，提出了推進(jìn)劑的失效機(jī)理；李敬明等［9］揭示了NEPE 推進(jìn)劑在拉伸作用下的主要破壞模式；喻鴻鋼［10］采用接觸角法系統(tǒng)研究了丁羥四組元固體推進(jìn)劑中各組分的表面性質(zhì)及組分間的粘結(jié)狀況，并進(jìn)一步分析了鍵合劑與黑索今（RDX）及高氯酸銨（AP）的作用機(jī)理，解釋了鍵合劑的鍵合作用及對(duì)界面粘結(jié)性能的影響；Shokri 等［11］利用傅里葉變換紅外光譜和X-射線衍射研究了鍵合劑的作用機(jī)理及特點(diǎn)；鄧競(jìng)科等［12］對(duì)比研究了改進(jìn)GAP 固體推進(jìn)劑力學(xué)性能的鍵合劑及其作用效果，并揭示了AP、β-HMX 與鍵合劑之間的作用方式。

GAP/ε-CL-20 高能固體推進(jìn)劑中含有多種功能組分，組分間相互作用較為復(fù)雜。本研究在其它組分不變的情況下，通過原位拉伸掃描電鏡觀察了推進(jìn)劑的拉伸斷裂過程，利用反相氣相色譜法（IGC）和接觸角法研究了推進(jìn)劑組分間粘附功，并采用分子動(dòng)力學(xué)（MD）模擬計(jì)算了黏合劑/炸藥復(fù)合體系的結(jié)合能，表征了GAP/ε-CL-20 高能固體推進(jìn)劑和PEG/β-HMX 高能固體推進(jìn)劑中黏合劑體系與固體顆粒間相互作用，對(duì)比了GAP 和ε-CL-20 替換PEG 和β-HMX 后對(duì)力學(xué)性能的影響，為GAP/ε-CL-20 推進(jìn)劑力學(xué)性能調(diào)節(jié)提供方向。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 原材料與儀器

主要原材料：GAP 膠（由Mn 為8000～16000 的GAP 與硝酸酯增塑劑以1∶3 的比例配制而成），PEG 膠（由Mn 為6000 的PEG 與硝酸酯增塑劑以1∶3 的比例配制而成），湖北航天化學(xué)技術(shù)研究所；N-100 固化劑，純度大于99%，黎明化工研究院；AP，純度大于99.9%，大連北方氯酸鉀廠；鋁粉，活性鋁含量大于99%，西安航天化學(xué)動(dòng)力廠；ε-CL-20，純度大于99.5%，國(guó)營(yíng)第375 廠；β-HMX，純度大于99.5%，805 廠。

儀器：VKM-5 型5L 立式捏合機(jī)，湖北航天化學(xué)技術(shù)研究所；INSTRON5567 型電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)，美國(guó)Instron 公司；JSM-6360LV 型掃描電子顯微鏡，日本電子株式會(huì)社；SpeedMixed DAC 150.1 FVZ-K 型無槳混合機(jī)，德國(guó)Flack Tek 公司；反相氣相色譜表面能分析儀，Surface measurement systems公司；JC2000C1型接觸角測(cè)量?jī)x，上海中晨公司。

2.2 實(shí)驗(yàn)過程

2.2.1 樣品制備

膠片制備：按照配方設(shè)計(jì)的組分及含量，稱取相應(yīng)質(zhì)量的GAP 膠、PEG 膠、N-100 等組分，利用無槳混合機(jī)混合均勻，抽真空后注入涂有脫模劑的260 mm×260 mm 的聚四氟乙烯模具中，流平，保證其厚度為（2.0±0.5）mm，再次抽真空至藥漿沒有氣泡后，放入50 ℃烘箱中固化3～5 d，冷卻，脫模，得到膠片。

推進(jìn)劑制備：根據(jù)設(shè)計(jì)的GAP/ε-CL-20 高能固體推進(jìn)劑（下文稱GAP/ε-CL-20 推進(jìn)劑）和PEG/β-HMX高能固體推進(jìn)劑（下文稱PEG/β-HMX 推進(jìn)劑）配方，對(duì)GAP 膠、PEG 膠、AP、鋁粉、ε-CL-20、β-HMX 等組分進(jìn)行稱量、預(yù)混，利用5 L 立式捏合機(jī)進(jìn)行混合，在真空條件下澆注到模具中，放入50 ℃烘箱中固化7 d，冷卻，脫模，得到固體推進(jìn)劑藥塊。

2.2.2 性能測(cè)試

（1）力學(xué)性能測(cè)試

按照GJB770B-2005《火藥試驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)試用啞鈴形試樣制備及單向拉伸試驗(yàn)，每批樣品重復(fù)3 片。測(cè)試溫度為20 ℃，拉伸速率為100 mm·min-1。通過對(duì)應(yīng)力-應(yīng)變曲線的處理，得到推進(jìn)劑的最大抗拉強(qiáng)度σm和最大伸長(zhǎng)率εm。

（2）原位拉伸實(shí)驗(yàn)

采用結(jié)合原位加載裝置的掃描電子顯微鏡觀察推進(jìn)劑的拉伸斷裂行為，拉伸速率為0.4 mm·min-1，拉伸臺(tái)每行進(jìn)1 mm 時(shí)拍照。實(shí)驗(yàn)時(shí)將推進(jìn)劑切成2 mm×10 mm×30 mm 的薄片，噴鍍金粉后置于加載裝置上進(jìn)行試驗(yàn)。

（3）表面能及其分量測(cè)試

采用反相氣相色譜法測(cè)試固體填料表面性能。將1 g固體樣品置于長(zhǎng)30 cm、內(nèi)徑4 mm 的硅烷化處理的石英柱中，兩端由玻璃棉固定。在20 ℃下，10 mL·min-1的流速通氦氣1 h 后，得到不同探針分子在樣品上的保留時(shí)間，計(jì)算得到固體填料的總表面能及各分量，所用探針液體為己烷、庚烷、正辛烷、壬烷、二氯甲烷，、乙酸乙酯和甲苯。

利用接觸角法測(cè)量膠片表面性能。將不同極性的測(cè)試溶劑直接滴在膠片表面，每滴體積約為1 μL，每種溶劑選擇5 個(gè)部位滴下，測(cè)量液滴與膠片形成的夾角θ，取5 次測(cè)定的平均值計(jì)算得到膠片的總表面能及各分量。

（4）分子動(dòng)力學(xué)模擬

參照文獻(xiàn)［17-20］，利用Materials studio 軟件中的Visualizer 模塊，建立復(fù)合體系的分子結(jié)構(gòu)模型，經(jīng)過幾何優(yōu)化之后，在Compass 力場(chǎng)下進(jìn)行NPT 系綜MD 模擬。模擬溫度為298 K，控溫方法選擇Andersen，靜電（Electrostatic）作用和范德華（vdW）作用分別用Ewald 和Atom based 加和方法求得，截?cái)喟霃皆O(shè)為9.5 ?，步長(zhǎng)1 fs，模擬步數(shù)設(shè)為10 萬步，前8 萬步用于平衡，后2 萬步用于統(tǒng)計(jì)分析，每50 步保存一次軌跡文件，當(dāng)溫度和能量的波動(dòng)范圍小于10%時(shí)，體系達(dá)到動(dòng)力學(xué)平衡，對(duì)得到的平衡結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析可得組分之間的結(jié)合能。

3 結(jié)果與討論

3.1 力學(xué)性能

GAP/ε-CL-20 推進(jìn)劑和PEG/β-HMX 推進(jìn)劑的基礎(chǔ)力學(xué)性能如表1 所示，并與PEG/ε-CL-20 推進(jìn)劑和GAP/β-HMX 推進(jìn)劑進(jìn)行對(duì)比。由表1 可見，與PEG/ε-CL-20 推進(jìn)劑相比，GAP/ε-CL-20 推進(jìn)劑的σm相對(duì)降低了23.5%，εm相對(duì)降低了76.5%；而與GAP/β-HMX 相比，GAP/ε-CL-20 推進(jìn)劑的σm相對(duì)降低了7.1%，εm相對(duì)降低了3.9%，說明黏合劑體系是影響推進(jìn)劑力學(xué)性能的重要因素，而炸藥種類對(duì)推進(jìn)劑力學(xué)性能影響較小；特別是與PEG/β-HMX 推進(jìn)劑相比，GAP/ε-CL-20 推進(jìn)劑力學(xué)性能大幅減弱，其中σm降低了35.0%，εm則降低了76.9%。

由圖1 可見，GAP 黏合劑具有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：GAP結(jié)構(gòu)單元分子量99，PEG 結(jié)構(gòu)單元分子量44，相同分子量的GAP 和PEG 比較，GAP 主鏈的承載原子數(shù)不到PEG 的一半；GAP 結(jié)構(gòu)單元上存在體積較大的疊氮側(cè)基（—CH2N3），對(duì)鏈旋轉(zhuǎn)的阻礙作用變大，鏈柔順性變差，使分子間作用力很小，體系內(nèi)二級(jí)交聯(lián)不足，同時(shí)增大了GAP 分子鏈與固體填料的接觸難度，降低兩者之間作用強(qiáng)度，從而導(dǎo)致GAP/ε-CL-20 高能固體推進(jìn)劑力學(xué)性能變差［13-14］。

圖1 GAP 與PEG 黏合劑分子結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Chemical structure of GAP and PEG polymer binder

3.2 推進(jìn)劑拉伸斷裂過程

固體填料與黏合劑的混合過程，是黏合劑在固體顆粒表面的潤(rùn)濕過程，兩者之間作用力較小，在一定載荷作用下，黏合劑與填料表面之間易發(fā)生分離，這種現(xiàn)象稱為“脫濕”。隨著“脫濕”的發(fā)展，推進(jìn)劑力學(xué)性能將產(chǎn)生顯著變化［22］。為分析GAP/ε-CL-20 高能推進(jìn)劑與PEG/β-HMX 高能推進(jìn)劑力學(xué)性能大幅差異的原因，采用原位拉伸掃描電鏡［15］對(duì)各推進(jìn)劑的拉伸斷裂過程進(jìn)行觀察，得到不同拉伸位移下推進(jìn)劑的微觀形貌，結(jié)果如圖2 所示，其中ε為拉伸位移與拉伸臺(tái)最大位移之比，%。

圖2 推進(jìn)劑拉伸斷裂過程Fig.2 Tensile fracture process of propellant with different binders

由圖2a 和圖2e 可以看出，未拉伸之前，兩種推進(jìn)劑結(jié)構(gòu)均較為緊密，出現(xiàn)孔洞和縫隙等問題的區(qū)域較少。GAP/ε-CL-20 推進(jìn)劑只存在較多裸露的顆粒，如圖2a 中區(qū)域Ⅰ所示，PEG/β-HMX 推進(jìn)劑中的顆粒包絡(luò)在基體中，表明黏合劑基體對(duì)固體填料的潤(rùn)濕程度存在差異。觀察各推進(jìn)劑的拉伸過程，發(fā)現(xiàn)隨著推進(jìn)劑變形，固體顆粒與黏合劑基體間出現(xiàn)膠絲，且隨形變?cè)龃蠖粩嘌娱L(zhǎng)，較高伸長(zhǎng)程度時(shí)才斷裂；在ε>60%后，GAP/ε-CL-20 推進(jìn)劑由于顆?！懊摑瘛焙土芽p擴(kuò)展而很快發(fā)生斷裂（見圖2d），但是PEG/β-HMX 推進(jìn)劑仍可伸長(zhǎng)（見圖2h）。觀察發(fā)現(xiàn)PEG/β-HMX 推進(jìn)劑中雖然顆粒也發(fā)生“脫濕”，但是“脫濕”主要發(fā)生在大顆粒附近，如圖2f 中區(qū)域Ⅱ所示，其余顆粒附近依然有基體發(fā)生變形產(chǎn)生的膠絲粘結(jié)在顆粒表面，“脫濕”擴(kuò)展程度小，這表明PEG/β-HMX 推進(jìn)劑不僅黏合劑基體本身的力學(xué)性能較好，可以阻斷拉伸時(shí)形成的孔洞和縫隙進(jìn)行擴(kuò)展，防止推進(jìn)劑整體發(fā)生斷裂，而且固體填料與黏合劑基體間粘結(jié)作用較強(qiáng)，在固體填料發(fā)生“脫濕”后，基體變形產(chǎn)生的膠絲能將推進(jìn)劑粘接在一起，讓孔洞不易聚集（見圖2g 中區(qū)域Ⅲ），使整體未出現(xiàn)“脫濕”現(xiàn)象（圖2h）。而GAP/ε-CL-20 推進(jìn)劑中，“脫濕”發(fā)生在裸露的固體顆粒附近，如圖2b 區(qū)域Ⅳ所示，基體變形產(chǎn)生的膠絲作用較弱，很快發(fā)生斷裂，導(dǎo)致顆粒附近產(chǎn)生的空洞等缺陷很容易聚集在一起，使推進(jìn)劑整體“脫濕”程度較嚴(yán)重（圖2c），進(jìn)而整體斷裂（圖2d）。因此PEG/β-HMX 推進(jìn)劑的力學(xué)性能優(yōu)于GAP/ε-CL-20 推進(jìn)劑，這一現(xiàn)象與3.1 節(jié)中宏觀力學(xué)性能規(guī)律相一致。

3.3 黏合劑體系與炸藥粘附功

原位拉伸過程顯示GAP/ε-CL-20 推進(jìn)劑和PEG/β-HMX 推進(jìn)劑中黏合劑體系與固體填料之間的粘結(jié)情況存在較大差異，將GAP 和ε-CL-20 分別替代PEG和β-HMX 后，黏合劑和固體顆粒作用力減弱，因此有必要研究各推進(jìn)劑中黏合劑體系和炸藥的表界面性質(zhì)，以及兩者之間的相互作用對(duì)推進(jìn)劑力學(xué)性能產(chǎn)生的影響，分析力學(xué)性能產(chǎn)生差異的原因。

熱力學(xué)粘附功反映黏合劑基體與固體填料之間單位面積的作用大小，可以從熱力學(xué)上預(yù)估界面作用的強(qiáng)弱。黏合劑基體可以看作凝固的液體，則其與填料間的熱力學(xué)界面粘附功Wadh為：

式中，Wadh為固體填料與黏合劑基體間粘附功，mJ·m-2；為固體填料的總表面能，mJ·m-2；為黏合劑基體的總表面能，mJ·m-2；為固體填料與黏合劑基體的界面張力，mJ·m-2。因此，通過測(cè)量固體填料和黏合劑基體的總表面能，即可計(jì)算得到兩者之間的界面張力和粘附功。

考慮到安全因素，本研究采用反向氣相色譜分析測(cè)量了炸藥的表面性能，采用接觸角法測(cè)量了黏合劑膠片的表面性能，表2 即為計(jì)算得到的不同推進(jìn)劑中黏合劑體系與炸藥之間的界面張力及粘附功。由表2可知，黏合劑體系與炸藥之間的界面張力均為正值，表明兩者的界面均可以穩(wěn)定存在，且兩個(gè)體系的界面張力較為接近，即黏合劑基體對(duì)炸藥的潤(rùn)濕性相近；而GAP 基體與ε-CL-20 的粘附功為70.69 mJ·m-2，顯著低于PEG 基體與β-HMX 的98.61 mJ·m-2，即GAP 基體與ε-CL-20 之間的界面作用強(qiáng)度明顯弱于PEG 基體與β-HMX。

表2 黏合劑體系與炸藥的界面張力及粘附功Table 2 Interfacial tension and adhesion energy between binder and explosives

傳統(tǒng)表/界面原理分別用界面張力和粘附功變化判斷界面粘結(jié)的強(qiáng)弱，并沒有將界面張力和粘附功有機(jī)結(jié)合，王譽(yù)榮［16］提出可用χ，來綜合評(píng)判界面潤(rùn)濕和界面粘結(jié)狀態(tài)。由界面粘結(jié)理論，界面張力越小、粘附功越大，界面的粘結(jié)能力越強(qiáng)，那么χ 值越大，代表其界面相互作用強(qiáng)度越強(qiáng)［10］。由表2 可見，當(dāng)同時(shí)考慮各填料與基體的界面張力與粘附功時(shí)，填料-基體的界面粘結(jié)強(qiáng)度順序?yàn)镻EG/β-HMX 推進(jìn)劑>GAP/ε-CL-20推進(jìn)劑，即PEG 基體與β-HMX 的界面粘結(jié)更牢固。為進(jìn)一步驗(yàn)證黏合劑與炸藥之間相互作用，采用分子動(dòng)力學(xué)方法對(duì)黏合劑分子與炸藥分子之間的結(jié)合能進(jìn)行模擬計(jì)算。

3.4 黏合劑與炸藥結(jié)合能

分子動(dòng)力學(xué)中定義結(jié)合能為兩種物質(zhì)相互作用能的相反數(shù)，結(jié)合能為正值表明組分之間結(jié)合穩(wěn)定；結(jié)合能越大，表明組分之間的相互作用越強(qiáng)，熱力學(xué)穩(wěn)定性越高，形成的推進(jìn)劑結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定［17-18］。采用MS（Materials studio）軟件構(gòu)建黏合劑/炸藥復(fù)合體系的分子模型，通過動(dòng)力學(xué)計(jì)算得到復(fù)合體系平衡結(jié)構(gòu)的總能量Etotal、黏合劑的單點(diǎn)能Ebinder和炸藥的單點(diǎn)能Eexplosive，則該復(fù)合體系的結(jié)合能為［19］：

式中，Ebind為結(jié)合能，kJ·mol-1；Einter為相互作用能，kJ·mol-1；Etotal為平衡結(jié)構(gòu)總能量，kJ·mol-1；Eexplosive為炸藥單點(diǎn)能，kJ·mol-1；Ebinder為黏合劑單點(diǎn)能，kJ·mol-1。

取自于X-射線衍射測(cè)定結(jié)果中ε-CL-20 晶體和β-HMX 晶體的單胞結(jié)構(gòu)［20-21］，分別構(gòu)建（7×2×2）的ε-CL-20 超晶胞和（8×3×3）的β-HMX 超晶胞，沿ε-CL-20 超晶胞（011）晶面和β-HMX 超晶胞（011）晶面進(jìn)行切割，并設(shè)置20 ? 的真空層，兩個(gè)晶胞原子的總個(gè)數(shù)相同，均為4032 個(gè)，構(gòu)建聚合度為10 的GAP分子和聚合度為20 的PEG 分子，原子數(shù)分別為123 和143，經(jīng)過幾何優(yōu)化后，將聚合物的平衡構(gòu)象放入超晶胞的真空層中，并盡可能地接近炸藥分子，構(gòu)建原子數(shù)基本相同的模型，經(jīng)過能量?jī)?yōu)化和動(dòng)力學(xué)模擬得到其平衡結(jié)構(gòu)并計(jì)算結(jié)合能，結(jié)果見圖3 和表3。

由圖3 可見，與PEG 分子相比，GAP 分子柔順性差，無法較為平坦地鋪展在炸藥晶體表面；與β-HMX分子相比，ε-CL-20 的籠形結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致晶體中分子間距離增大，從而增大了GAP 分子與ε-CL-20 晶體之間的距離。由于基本單元是炸藥晶體和聚合物組成的計(jì)算體系，因此保持原子數(shù)一致的情況下，其基本單元認(rèn)為是相當(dāng)?shù)?；根?jù)前述推進(jìn)劑制備及力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果，推進(jìn)劑體系中硝酸酯等組分不變，唯一變化的只有黏合劑和炸藥，因此此處僅分析了黏合劑和炸藥的相互作用，并未考慮相同因素的作用。

圖3 不同推進(jìn)劑動(dòng)力學(xué)平衡結(jié)構(gòu)Fig.3 Dynamic equilibrium structures of different propellants

由表3 可見，結(jié)合能中包含vdW（范德華力）和Electrostatic（靜電相互作用）兩部分作用力，GAP/ε-CL-20 推進(jìn)劑中靜電相互作用能為148.46 kJ·mol-1，對(duì)結(jié)合能的貢獻(xiàn)為57.12%，PEG/β-HMX 推進(jìn)劑中靜電相互作用能為199.59 kJ·mol-1，對(duì)結(jié)合能的貢獻(xiàn)為40.53%，這表明GAP 分子與ε-CL-20 晶體之間的相互作用以靜電力為主，而PEG 分子與β-HMX 晶體之間的相互作用以范德華力為主。GAP/ε-CL-20 推進(jìn)劑和PEG/β-HMX 推進(jìn)劑的結(jié)合能均為正值，表明黏合劑與炸藥的界面均能夠穩(wěn)定存在；其中PEG/β-HMX 推進(jìn)劑的結(jié)合能335.65 kJ·mol-1比GAP/ε-CL-20 推進(jìn)劑的結(jié)合能259.90 kJ·mol-1提高了76.03%，表明GAP與ε-CL-20 之間的相互作用強(qiáng)度顯著低于PEG 與β-HMX，與3.3 節(jié)規(guī)律相一致。

表3 不同推進(jìn)劑結(jié)合能Table 3 Binding energy of different propellants

4 結(jié)論

（1）GAP/ε-CL-20 推進(jìn)劑中顆粒“脫濕”程度較大且裂縫擴(kuò)展速度較快，因此很快發(fā)生斷裂；而PEG/β-HMX 推進(jìn)劑中也存在“脫濕”，但是變形的膠絲可以減緩“脫濕”的進(jìn)度，阻礙“脫濕”裂縫的擴(kuò)展，表明PEG基體與固體顆粒之間不容易發(fā)生“脫濕”。

（2）GAP 基體與ε-CL-20 之間的粘附功為70.69 mJ·m-2，低于PEG 基體與β-HMX 之間的粘附功98.61 mJ·m-2，結(jié)合粘附功/界面張力比值χ為評(píng)價(jià)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)GAP/ε-CL-20 推進(jìn)劑的界面粘結(jié)性能顯著弱于PEG/β-HMX 推進(jìn)劑；同時(shí)分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果顯示GAP分子與ε-CL-20晶體之間的結(jié)合能259.90 kJ·mol-1也遠(yuǎn)低于PEG 分子與β-HMX 之間的結(jié)合能335.65 kJ·mol-1。

（3）GAP 與ε-CL-20 之間的相互作用強(qiáng)度低于PEG 與β-HMX 之間的相互作用強(qiáng)度，是導(dǎo)致GAP/ε-CL-20 推進(jìn)劑的力學(xué)性能低于PEG/β-HMX 推進(jìn)劑的原因之一。因此，為提升GAP/ε-CL-20 推進(jìn)劑的力學(xué)性能，應(yīng)加強(qiáng)GAP 與ε-CL-20 之間的相互作用，尋找匹配性的鍵合劑或表面活性劑等材料增強(qiáng)ε-CL-20 與GAP 界面作用，有待開展進(jìn)一步研究。