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环杂硝胺RDX（环三甲撑三硝胺）和HMX（环四甲撑四硝胺）是使用广泛、综合性能很好的猛炸药。本论文运用当代量子化学、分子力学和分子动力学等理论方法，对RDX、HMX及其同系物，对RDX二聚体，对它们与CH4、CF4和PbO形成的超分子，特别是对HMX与系列氟聚合物构成的高聚物粘结炸药（PBX），进行了较系统的计算和模拟，在探讨结构—性能规律性联系方面，取得了重要进展和创新性结果。 1、用密度泛函理论（DFT）方法在B3LYP／6-31G*水平下，计算研究了RDX、HMX的气相分子结构、电子结构和红外光谱，通过统计热力学计算求得温度在300K-1200K范围的熵、焓和热容等热力学性质。所得分子几何和主要红外特征频率与实验值良好相符。 2、用密度泛函理论（DFT）方法，在B3LYP／6-31G**水平下，预示了四元环硝胺、十元环硝胺的气相分子几何和电子结构、红外光谱以及热力学性质，经与同水平计算六元环RDX、八元环HMX的相应结果进行了比较，发现四者的结构和性质呈规律性递变，随环增大其稳定性降低。 3、由系列环杂硝胺的B3LYP／6-31G**全优化结构，基于0.001e／Bohr3电子密度空间，用Monte Carlo方法计算分子体积和理论密度，并用计算所得分子生成热，以Kamlet公式求得爆速和爆压，发现随环增大它们的爆速爆压相应地增大。 4、用从头计算方法，在HF／6-31G*水平上，以RDX在晶胞中相对位置实验值为初始构型，经优化求得RDX二聚体的超分子结构，经基组叠加误差（BSSE）校正与MP2电子相关能校正，求得分子间的相互作用能。由自然键轨道（NBO）分析，探讨了子体系间相互作用的本质。 5、出于考察一般高聚物和含氟高聚物中常见基团的需要，在从头算HF／6-31G*水平上，研究了RDX和HMX与小分子模型物CH4和CF4之间的相互作用，以NBO分析探讨了相互作用的本质。 6、PbO是火箭推进剂的重要促进剂。用从头算方法，在HF／SDD水平上，计算研究了HMX与氧化铅PbO的混合体。经NBO分析，发现仅PbO中氧直接与HMX的八元环发生作用。 7、综合运用半经验MOAM1、PM3和PCFF、COMPASS力场MM方法，取尺寸匹配的原子簇模型，计算研究了HMX与系列高聚物之间的相互作用，四种方法求得的结合能之间存在良好线性相关。 8、运用COMPASS力场分子动力学（MD）方法，依据弹性力学基本原理，摘要博士论文模拟研究了纯HMX晶体及其与系列氟聚物（聚偏二氟乙烯，聚三氟氯乙烯，F23ll，F23 14）构成PBX的力学性能，发现添加少量粘结剂确能有效地改善其力学性能。 9、以COMPASS力场MD模拟，求得纯HMX在245K一495K温度的弹性系数和有效各向同性力学性能一模量、泊松比和拉梅系数，发现随温度升高，其刚性减小，柔性增加。 10、以COMPASS力场MD模拟，求得HMX/F23 1 1 PBX在245K，295K，345K，395K和445K的弹性系数和有效各向同性力学性能一拉伸模量、体积模量、剪切模量和泊松比。发现在各相同温度下，HM刀F23 1 1 PBX较纯HMX的力学性能均有改善;随温度升高，HM刀F23n的刚性减小、柔性增大。 总之，本文综合运用量子化学、分子力学和分子动力学方法，计算和模拟研究了以HMX为代表的环杂硝胺的分子、超分子和二组分复合材料（P BX）的结构一性能关系，既有理论意义，又有实用价值。特别是首次对PBX力学性能作MD模拟，具有开拓创新性，为PBX配方设计提供了有效方法和丰富信息。利于奠定理论基础，提供理论指导。关键词:环四甲撑四硝胺，环三甲撑三硝胺，密度泛函理论，从头计算法，分了儿何，电子结构，IR谱，热力学性质，爆轰性质，结合能，自然键轨道，高聚合物粘结炸药（PBX），分子力学，分子动力学，力学性能