硝化棉（NC）作为一种含能高分子材料,常用作固体推进剂中的黏合剂。由于NC分子链为半刚性结构,需要加入高效的增塑剂对其进行共混改性。含能增塑剂是火炸药产品中常用的一种功能性助剂,将叠氮基引入到增塑剂中可以提高体系的含氮量和能量水平,并能有效地改善火药配方的综合性能。含能增塑剂与黏合剂之间的物理相容性可作为评价固体推进剂使用可靠性与贮存稳定性的重要标志之一。因此从分子角度探讨含能增塑剂与NC之间的相容性及力学性能对于设计高性能含能材料具有重要的意义。本文采用经典分子动力学模拟（MD）的方法从微观角度对NC与增塑剂共混物的相容性、力学性能等进行了全面研究,根据模拟结果详细分析了增塑剂与NC之间相互作用的机理以及不同共混物结构与性能之间的关系,研究结果可为含能材料的配方设计提供一定的理论支撑和技术指导。本文的主要研究内容如下:首先,对不同含能增塑剂1,3-二（叠氮乙酰氧基）-2-甲基-2-硝基丙烷（DAMNP）、1,3-双（叠氮乙酰氧基）-2-乙基-2-硝基丙烷（ENPEA）和1,8-二叠氮基-3,6-氧杂辛烷（AZTEGDN）共混物的相容性和力学性能进行了研究,分析了共混物中组分间的结合能、均方位移、扩散系数、溶度参数和径向分布函数等性质。均方位移和扩散系数的模拟结果表明:添加增塑剂后可以提高NC的运动能力,其中AZTEGDN对NC分子链的运动能力的提高最为显著;溶度参数计算结果显示:ENPEA、AZTEGDN与NC之间的相容性要优于DAMNP和NC;结合能计算结果表明:NC和ENPEA分子之间的相互作用主要是非键相互作用,其中范德华力占主导地位,静电力较弱;径向分布函数结果进一步表明:NC分子中的H原子可以与DAMNP分子中的N、O原子,ENPEA分子中的N、O原子,AZTEGDN分子中的N原子可形成氢键。综上所述,NC与增塑剂分子之间存在氢键作用力;并且由于ENPEA分子上的极性基团数量较多、极性较强,所以ENPEA与NC的分子之间的作用力较强。NC/增塑剂的玻璃化转变温度（Tg）及力学性能分析结果表明:加入三种含能增塑剂后NC的Tg显著减小,表明加入小分子增塑剂能有效地减弱NC分子间的相互作用,减少NC分子链段内的旋转势垒,增加活动性。另外,力学性能计算结果表明:与NC纯物质相比,三种共混体系的弹性系数、模量均有所下降,ENPEA、AZTEGDN的下降幅度大。因此,添加增塑剂可改善NC的断裂特性,增强体系的延展性,可以起到良好的增塑效果。最后,为了研究不同硝化程度的NC对共混体系的影响,本文分别构建了含氮量为9.1%、11.1%和12.7%的NC分子模型以及NC与DAMNP、ENPEA、AZTEGDN三种不同含能增塑剂的共混模型。分子模拟结果表明:NC与增塑剂DAMNP、AZTEGDN之间的结合能随含氮量的增加而显著增大,但含能增塑剂为ENPEA时,氮含量的增加对该共混体系结合能影响较小;NC的溶度参数随着氮含量的增加而降低,通过对比NC与增塑剂的溶解度差值发现,当NC含氮量为9.1%时,NC与ENPEA之间的溶度参数最为接近,二者相容性最好;玻璃化转变温度的分析结果表明,纯物质NC的Tg随氮含量的增加小幅度降低;在NC/ENPEA和NC/AZTEGDN共混体系中,随着NC硝化程度的增加,NC/ENPEA和NC/AZTEGDN共混体系Tg增加,可能是由于NC的硝酸酯基增多,NC分子与增塑剂分子间的范德华力增强,耐热性增强。力学性能分析结果表明,NC/增塑剂的弹性模量随含氮量的增加而减小,而延展性和韧性均得到了提高。