推進劑能夠為火箭、導彈及各類武器系統(tǒng)提供能量,因此廣泛應用于國防軍工、航空航天等領域。傳統(tǒng)的固態(tài)推進劑及液態(tài)推進劑都存在一定的缺陷,為了滿足實際應用的需要,穩(wěn)定性高、安全環(huán)保的凝膠推進劑成為近年來的研究熱點。設計凝膠能力強、能充分燃燒的凝膠因子是制備凝膠化推進劑的關鍵,小分子凝膠因子結構多樣、用量少、凝膠性能好,有望應用于制備高性能凝膠推進劑材料。本文合成了結構相似的含鹵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構與凝膠性能之間的關系。并將兩類化合物用于制備小分子凝膠推進劑,對其凝膠性能、流變學性能和應用潛能進行了研究。本文發(fā)現(xiàn)Gn、Cn兩類凝膠因子對芳烴類溶劑、燃料JP-10、RP-1都有較好的凝膠能力,側(cè)鏈增長使凝膠因子的凝膠范圍縮小,凝膠能力減弱。化合物Gn、Cn都可以用于制備小分子凝膠推進劑,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,其凝膠材料越趨于形成一維長纖維結構。流變學實驗證實了Gn、Cn與JP-10形成的凝膠具有一定的觸變性,并且都能瞬時回復,并且短側(cè)鏈結構凝膠材料的觸變性能強于長側(cè)鏈凝膠材料。為了提高推進劑的燃燒性能,一般會向推進劑中加入金屬助燃劑,如何使金屬助燃劑在推進劑系統(tǒng)中良好的分散成為一個技術難點。為此,本文制備了含有金屬助燃劑的小分子凝膠推進劑,并實現(xiàn)了金屬粉末在凝膠推進劑的長時間穩(wěn)定分散。本文還首次研究了金屬助燃劑的加入對小分子凝膠推進劑性能的影響,流變學實驗發(fā)現(xiàn)納米金屬粒子的加入,提高了凝膠本身的機械強度,也會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劑的微觀形貌改變。
【學位單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：O648.17;V51
【部分圖文】：

天津大學碩士學位論文超分子凝膠 超分子凝膠的定義分子凝膠（有機小分子凝膠）通常是指低分子量凝膠因子（分子量3000）通過分子間非共價鍵作用（如氫鍵、范德華作用、π-π 作用、/疏水效應、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鍵作用自發(fā)狀、棒狀聚集體（1D），聚集體之間相互纏結進而形成三維網(wǎng)狀結構溶劑分子，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鍵作用，但由于其作用力較弱一般只能成的次級驅(qū)動力，在超分子凝膠領域中的研究相對較少。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、力學特性等有更清晰的認識，需要運用方法評估凝膠的性能參數(shù)。常用的檢測手段有最低凝膠濃度（C溫度（Tgel）、衍射技術[24]、波譜、流變學[25]和顯微[26]等，這些技

天津大學碩士學位論文1.3.1 刺激響應超分子凝膠超分子凝膠的結構具有多樣性，人們通過向凝膠因子中引入不同的刺激響應片段，可以實現(xiàn)凝膠對不同外界的刺激作出響應，例如：超聲響應型凝膠、光響應型凝膠、熱響應型凝膠、電響應型凝膠、化學及 pH 響應型凝膠、氧化還原響應型凝膠、酶響應型凝膠及多刺激響應型凝膠等多種類型[52,54]。其中，多刺激響應型超分子凝膠滿足智能材料發(fā)展的需要，成為人們對刺激響應超分子凝膠關注的焦點[55]。Fan 等[56]設計合成了如圖 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)動力。所形成的凝膠具有多種刺激響應性，能在陰陽離子、酸堿、溫度、超聲、機械力、酸堿等刺激下，發(fā)生凝膠-溶膠可逆的響應過程，在傳感器、光電器件和光捕獲材料領域具有良好的應用前景。
【參考文獻】

相關博士學位論文 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;2016年

本文編號：2871176