【摘要】：高超聲速技術(shù)的快速發(fā)展對(duì)碳?xì)淙剂系睦鋮s性能和燃燒性能提出了更高要求。將具有小尺寸效應(yīng)和特殊表面效應(yīng)的金屬納米粒子與碳?xì)淙剂舷嘟Y(jié)合,制備均勻、穩(wěn)定的納米流體型燃料,從而提升碳?xì)淙剂系臒岢梁腿紵阅?是高超聲速飛行用液體推進(jìn)劑研制的一條新途徑。但是,納米金屬顆粒在碳?xì)淙剂现幸装l(fā)生聚沉,如何使納米金屬顆粒穩(wěn)定分散到碳?xì)淙剂现胁⒛荛L(zhǎng)期存儲(chǔ)是必須解決的關(guān)鍵問(wèn)題。對(duì)納米粒子表面進(jìn)行修飾,可減少金屬粒子因相互碰撞而發(fā)生聚集。本文用改性的超支化聚縮水甘油(HPG)作為穩(wěn)定劑,修飾金納米粒子;通過(guò)改變聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量來(lái)調(diào)控金納米粒子的粒徑大小。通過(guò)研究金納米粒子在碳?xì)淙剂现械姆稚⒎�(wěn)定性及其作為擬均相添加劑在碳?xì)淙剂狭呀夂腿紵^(guò)程中所發(fā)揮的作用,期望為納米流體型碳?xì)淙剂系膽?yīng)用提供新思路。論文開(kāi)展的工作和取得的主要成果如下:通過(guò)陰離子開(kāi)環(huán)聚合法合成HPG,再由HPG外圍的羥基與甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)發(fā)生酯化反應(yīng)形成HPG-MA,然后通過(guò)“巰基-烯基”點(diǎn)擊反應(yīng)將十二硫醇接枝到HPG-MA上,得到目標(biāo)超支化聚合物DSHPG。用DSHPG修飾金納米粒子,形成 Au@DSHPG。用 NMR、UV-Vis、FTIR、DLS、TEM、TGA、DSC等表征上述產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與性能。研究了 HPG相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)金納米粒子尺寸的影響,觀察到相對(duì)分子質(zhì)量分別為1123、3826和55075的HPG作為穩(wěn)定劑時(shí)金納米粒子的粒徑分別為4.1 nm(Au @ DSHPG-1)、9.7 nm(Au @DSHPG-2)和 15.1nm(Au@DSHPG-3)。以Au@DSHPG-2為例,采用紫外分光光度法研究了金納米粒子在不同溶劑以及碳?xì)淙剂现械姆稚⒎�(wěn)定性。將Au@DSHPG-2分別加到甲苯、乙醚、乙酸乙酯、乙腈和水等溶劑中,用UV-Vis掃描,發(fā)現(xiàn)Au@DSHPG-2在非極性溶劑中的分散性比在極性溶劑中的分散性好,這說(shuō)明了 DSHPG外圍的疏水烷基鏈賦予了金納米粒子良好的親油性。為了進(jìn)一步探討Au @ DSHPG-2在溶劑中的分散性與溶劑極性的關(guān)系,將甲苯(偶極矩2.4)與乙腈(偶極矩6.2)按照不同比例混合,配置一系列不同極性大小的混合溶劑并添加Au@DSHPG-2。發(fā)現(xiàn)隨著乙腈含量的增多,分散系的吸光度逐漸減小,說(shuō)明隨著溶劑極性的增加,Au@DSHPG-2的分散性變差。此后,研究了 Au@DSHPG-2分別分散在正己烷、環(huán)己烷、正辛烷、十氫萘、正十二烷和正十四烷等碳?xì)淙剂现械姆�(wěn)定性,結(jié)果表明,3600 h之后,DSHPG修飾的金納米粒子在6種碳?xì)淙剂现械某两德什怀^(guò)20%�？疾炝� Au@DSHPG對(duì)煤油基碳?xì)淙剂狭呀獾拇龠M(jìn)作用。發(fā)現(xiàn)添加5ppm的Au@DSHPG-1,在不同反應(yīng)溫度(600～750 ℃)下,燃料的熱沉、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)氣率以及氫氣產(chǎn)率均有了明顯的提高。用氧彈量熱法在貧氧條件下探討了 Au@DSHPG以及3種超支化聚合物添加劑(棕櫚酰氯接枝改性的超支化聚縮水甘油PHPG、聚酰胺-胺型超支化聚合物PAMAM、十二硫醇改性的超支化聚縮水甘油DSHPG)對(duì)煤油基碳?xì)淙剂虾透呙芏忍細(xì)淙剂先紵^(guò)程的作用。結(jié)果表明,4種添加劑對(duì)碳?xì)淙剂宵c(diǎn)火初期燃燒速率的提升都有明顯效果;在合適的添加量下,燃料最大燃燒速率提高,燃燒速率極大值的出現(xiàn)時(shí)間提前。
【圖文】：

發(fā)劑也可作為支化點(diǎn)，產(chǎn)生多個(gè)活性自由基，形成新的反應(yīng)中心，從而引發(fā)下逡逑一步的反應(yīng)，生成相對(duì)分子質(zhì)量很大的超支化聚合物。（３）開(kāi)環(huán)聚合。將具有逡逑環(huán)狀結(jié)構(gòu)的單體（如圖１－２）引發(fā)后，通過(guò)開(kāi)環(huán)反應(yīng)聚合成超支化聚合物。反應(yīng)逡逑過(guò)程中不需要除去小分子化合物且能得到相對(duì)分子質(zhì)量高的超支化聚合物。目逡逑前，采用開(kāi)環(huán)聚合方法合成超支化聚合物的報(bào)道并不多見(jiàn)，主要制備了超支化逡逑的聚胺｜１（）５］、聚酯［１Ｇ８］和聚醚［１Ｇ９］等。逡逑１３逡逑

邐．＊］—Ｂ＼邋Ｂ逡逑八８邋＿４人逡逑Ｔｅｒｍｉｎａｌ邋ｕｎｉｔｓ逡逑圖１－１超支化聚合物結(jié)構(gòu)示意圖逡逑１．６．１超支化聚合物的合成逡逑自２０世紀(jì)中期超支化聚合物首次成功合成以來(lái)，人們一直致力于超支化聚逡逑合物的合成，，合成方法已經(jīng)得到了極大豐富和完善。依據(jù)聚合機(jī)理，可以分為逡逑以下幾類(lèi)合成方法。（１）縮聚法。具有兩個(gè)或兩個(gè)以上官能團(tuán)的單體通過(guò)縮聚逡逑反應(yīng)生成超支化聚合物，同時(shí)產(chǎn)生簡(jiǎn)單小分子（如Ｈ２０、ＨＸ、醇等）�？s聚法逡逑可在本體或溶液中進(jìn)行，反應(yīng)簡(jiǎn)單，所合成聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量具有多分散逡逑性。目前，通過(guò)一步縮聚法已經(jīng)成功制備了聚苯類(lèi)［１Ｇ３］、聚酯類(lèi)［１０４］、聚酰胺類(lèi)逡逑［１Ｇ５］、聚硅q依啵郟保ィ蕕榷嘀?jǐn)S嘈偷某Щ酆銜鎩＃ǎ玻┘映煞�。哉淉发官能团上辶x賢ü┨映煞從ι沙Щ酆銜錚篩秤璩Щ酆銜鏌裕茫霉羌�，磦蝤辶x鮮蠱渚哂斜仍釉庸羌芨玫奈榷ㄐ�。参与该恒姇颀程的单体数较多，可覟�(zāi)棋義媳趕嘍苑腫又柿拷洗蟮某Щ酆銜鎩１熱

本文編號(hào)：2681243