本文關(guān)鍵詞：新型二氰胺類自燃離子液體的合成及性質(zhì)研究

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【摘要】：自燃推進(jìn)劑作為一類化學(xué)點(diǎn)火的液體推進(jìn)劑,可簡化發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)萬次無故障點(diǎn)火,是火箭及太空飛行器的重要?jiǎng)恿?已成為航空航天領(lǐng)域主要研究方向。近年來,自燃離子液體顯示出了良好的熱穩(wěn)定性和燃燒性能,具有替代傳統(tǒng)推進(jìn)劑燃料(肼及其衍生物)的應(yīng)用潛能,受到含能材料科技工作者的廣泛關(guān)注。本論文以四甲基乙二胺和三甲胺硼烷絡(luò)合物為反應(yīng)底物,設(shè)計(jì)合成了4種四甲基乙二胺類和10種雙(R-基咪唑)硼烷類自燃離子液體。通過1H和13C NMR、IR和元素分析(或高分辨質(zhì)譜)綜合表征,確認(rèn)了所得離子液體的結(jié)構(gòu);通過密度、粘度、熱穩(wěn)定性、點(diǎn)火性能測(cè)試及相關(guān)計(jì)算,系統(tǒng)表征了離子液體的結(jié)構(gòu)-物性關(guān)系。對(duì)于四種四甲基乙二胺類離子液體,計(jì)算模擬的振動(dòng)光譜與實(shí)驗(yàn)相符,為離子液體結(jié)構(gòu)確認(rèn)提供了理論支撐。陽離子烷基側(cè)鏈對(duì)離子液體性質(zhì)有顯著影響,呈現(xiàn)規(guī)律性。該類離子液體熱穩(wěn)定性好,分解溫度均在200oC以上,生成焓在85.1~154.4 kJ·mol-1之間。其中,2-(二甲基胺)-N,N,N-三甲基乙二胺二氰胺的燃燒性能較好,點(diǎn)火延遲時(shí)間84 ms,比沖158 s。對(duì)于十種雙(R-基咪唑)硼烷類離子液體,陽離子的烴基側(cè)鏈對(duì)離子液體性質(zhì)也有規(guī)律性的影響。該類離子液體密度在1.04~1.27 g·cm-3之間,生成焓在12.4~484.9kJ·mol-1之間,分解活化能在74.72~130.82 kJ·mol-1之間。其中,雙(烯丙基咪唑)硼烷二氰胺的燃燒性能較好,點(diǎn)火延遲時(shí)間18 ms,比沖176.7 s。設(shè)計(jì)合成的離子液體在一定程度上顯示出良好的自燃燃料特性,是肼及其衍生物的潛在替代產(chǎn)品。2-(二甲基胺)-N,N,N-三甲基乙二胺二氰胺和雙(烯丙基咪唑)硼烷二氰胺具有良好的綜合性能,有望成為雙組元自燃推進(jìn)劑的綠色燃料。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V511

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