本文關鍵詞：新型二氰胺類自燃離子液體的合成及性質研究

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【摘要】：自燃推進劑作為一類化學點火的液體推進劑,可簡化發(fā)動機設計及實現(xiàn)萬次無故障點火,是火箭及太空飛行器的重要動力,已成為航空航天領域主要研究方向。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)推進劑燃料(肼及其衍生物)的應用潛能,受到含能材料科技工作者的廣泛關注。本論文以四甲基乙二胺和三甲胺硼烷絡合物為反應底物,設計合成了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(或高分辨質譜)綜合表征,確認了所得離子液體的結構;通過密度、粘度、熱穩(wěn)定性、點火性能測試及相關計算,系統(tǒng)表征了離子液體的結構-物性關系。對于四種四甲基乙二胺類離子液體,計算模擬的振動光譜與實驗相符,為離子液體結構確認提供了理論支撐。陽離子烷基側鏈對離子液體性質有顯著影響,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,點火延遲時間84 ms,比沖158 s。對于十種雙(R-基咪唑)硼烷類離子液體,陽離子的烴基側鏈對離子液體性質也有規(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,點火延遲時間18 ms,比沖176.7 s。設計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劑的綠色燃料。
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V511

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