推進(jìn)劑能夠?yàn)榛鸺�、�?dǎo)彈及各類武器系統(tǒng)提供能量,因此廣泛應(yīng)用于國(guó)防軍工、航空航天等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的固態(tài)推進(jìn)劑及液態(tài)推進(jìn)劑都存在一定的缺陷,為了滿足實(shí)際應(yīng)用的需要,穩(wěn)定性高、安全環(huán)保的凝膠推進(jìn)劑成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。設(shè)計(jì)凝膠能力強(qiáng)、能充分燃燒的凝膠因子是制備凝膠化推進(jìn)劑的關(guān)鍵,小分子凝膠因子結(jié)構(gòu)多樣、用量少、凝膠性能好,有望應(yīng)用于制備高性能凝膠推進(jìn)劑材料。本文合成了結(jié)構(gòu)相似的含鹵2,4-(3,4-二氯苯亞甲基)-D-葡萄糖酰胺類化合物(Gn)及無(wú)鹵2,4-苯亞甲基-D-葡萄糖酰胺類化合物(Cn),研究了兩類化合物的結(jié)構(gòu)與凝膠性能之間的關(guān)系。并將兩類化合物用于制備小分子凝膠推進(jìn)劑,對(duì)其凝膠性能、流變學(xué)性能和應(yīng)用潛能進(jìn)行了研究。本文發(fā)現(xiàn)Gn、Cn兩類凝膠因子對(duì)芳烴類溶劑、燃料JP-10、RP-1都有較好的凝膠能力,側(cè)鏈增長(zhǎng)使凝膠因子的凝膠范圍縮小,凝膠能力減弱�；衔颎n、Cn都可以用于制備小分子凝膠推進(jìn)劑,凝膠因子G18可在室溫下凝膠JP-10溶劑。SEM觀察到芳醛取代葡萄糖酰胺類凝膠因子的側(cè)鏈越長(zhǎng),其凝膠材料越趨于形成一維長(zhǎng)纖維結(jié)構(gòu)。流變學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了Gn、Cn與JP-10形成的凝膠具有一定的觸變性,并且都能瞬時(shí)回復(fù),并且短側(cè)鏈結(jié)構(gòu)凝膠材料的觸變性能強(qiáng)于長(zhǎng)側(cè)鏈凝膠材料。為了提高推進(jìn)劑的燃燒性能,一般會(huì)向推進(jìn)劑中加入金屬助燃劑,如何使金屬助燃劑在推進(jìn)劑系統(tǒng)中良好的分散成為一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。為此,本文制備了含有金屬助燃劑的小分子凝膠推進(jìn)劑,并實(shí)現(xiàn)了金屬粉末在凝膠推進(jìn)劑的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定分散。本文還首次研究了金屬助燃劑的加入對(duì)小分子凝膠推進(jìn)劑性能的影響,流變學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)納米金屬粒子的加入,提高了凝膠本身的機(jī)械強(qiáng)度,也會(huì)影響凝膠的屈服值大小,通過SEM發(fā)現(xiàn)50nm Al粉的加入使凝膠推進(jìn)劑的微觀形貌改變。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O648.17;V51
【部分圖文】：

天津大學(xué)碩士學(xué)位論文超分子凝膠 超分子凝膠的定義分子凝膠（有機(jī)小分子凝膠）通常是指低分子量凝膠因子（分子量3000）通過分子間非共價(jià)鍵作用（如氫鍵、范德華作用、π-π 作用、/疏水效應(yīng)、靜電作用等[6]）自組裝而形成的，一種介于液體和固體[7]。溶解態(tài)的凝膠因子（0D）在溶劑中通過多種非共價(jià)鍵作用自發(fā)狀、棒狀聚集體（1D），聚集體之間相互纏結(jié)進(jìn)而形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)溶劑分子，形成宏觀上的凝膠態(tài)[8]。其過程如圖 1-2 所示。

圖 1-8 Ni2BTC 超分子金屬凝膠Figure 1-8 Ni2BTC supermolecular metal gel1.2.2.5 其他作用力除以上所介紹的氫鍵作用、π-π 堆積作用、范德華作用和金疏水作用也是一種非共價(jià)鍵作用，但由于其作用力較弱一般只能成的次級(jí)驅(qū)動(dòng)力，在超分子凝膠領(lǐng)域中的研究相對(duì)較少。1.2.3 超分子凝膠的研究手段為了更加深入的研究凝膠的形成過程和凝膠的理化性質(zhì)，以凝膠因子的自組裝方式、力學(xué)特性等有更清晰的認(rèn)識(shí)，需要運(yùn)用方法評(píng)估凝膠的性能參數(shù)。常用的檢測(cè)手段有最低凝膠濃度（C溫度（Tgel）、衍射技術(shù)[24]、波譜、流變學(xué)[25]和顯微[26]等，這些技

天津大學(xué)碩士學(xué)位論文1.3.1 刺激響應(yīng)超分子凝膠超分子凝膠的結(jié)構(gòu)具有多樣性，人們通過向凝膠因子中引入不同的刺激響應(yīng)片段，可以實(shí)現(xiàn)凝膠對(duì)不同外界的刺激作出響應(yīng)，例如：超聲響應(yīng)型凝膠、光響應(yīng)型凝膠、熱響應(yīng)型凝膠、電響應(yīng)型凝膠、化學(xué)及 pH 響應(yīng)型凝膠、氧化還原響應(yīng)型凝膠、酶響應(yīng)型凝膠及多刺激響應(yīng)型凝膠等多種類型[52,54]。其中，多刺激響應(yīng)型超分子凝膠滿足智能材料發(fā)展的需要，成為人們對(duì)刺激響應(yīng)超分子凝膠關(guān)注的焦點(diǎn)[55]。Fan 等[56]設(shè)計(jì)合成了如圖 1-11 所示的含 2-羥基苯并咪唑類化合物，該化合物可與多種有機(jī)溶劑形成凝膠，π-π 堆積作用是凝膠因子自組裝的主要驅(qū)動(dòng)力。所形成的凝膠具有多種刺激響應(yīng)性，能在陰陽(yáng)離子、酸堿、溫度、超聲、機(jī)械力、酸堿等刺激下，發(fā)生凝膠-溶膠可逆的響應(yīng)過程，在傳感器、光電器件和光捕獲材料領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 管西棟;縮醛取代葡萄糖酰胺類化合物的合成與凝膠性能研究[D];天津大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2871176