论文部分内容阅读
唑环类化合物通常具有较高的生成焓和密度,是含能材料设计的常用母环,硼氢类化合物还原能力强,在二元液体推进剂当中也具有很大的应用潜力。我们结合两者的优点,发展了能量高、反应性能好、点火延迟时间短,密度高、液态温度范围宽、粘度低的系列新型自燃唑硼类液体燃料。包括:唑硼类阴离子类和唑硼类阳离子类离子液体,唑硼类复合物自燃燃料。（1）合成的10种双（1H-四唑基）二氢硼烷阴离子类（BTB类）离子液体拥有良好的液体范围（绝大部分Tm/Tg<-70℃,Td>200℃）,极高的密度(密度≥1.20 g·cm-3)和生成焓(ΔHf大部分>2.000 k J·g-1);当氧化剂为白色发烟硝酸（WFNA）时,拥有适中的点火延迟时间（大部分≤20 ms）,适中的计算比冲（261 s～265 s）,很高的计算密度比冲(367～375 s·g·cm-3)。（2）合成的8种氰基（1H-四唑基）二氢硼烷阴离子类（CTB类）离子液体,拥有良好的液体范围（Tm/Tg值大部分<-70℃,Td值大部分≥200℃）,超低的粘度（<20m Pa·s）,较高的密度和生成焓(大部分密度≥1.10 g·cm-3,生成焓最大可达到1.852k J·g-1);当氧化剂为WFNA时,具有优秀的点火延迟时间（大部分<5 ms）,有适中的计算比冲（261～263 s）,良好的计算密度比冲(354 s·g·cm-3～366 s·g·cm-3)。CTB类离子液体的开发,说明有限B-H键的硼氢类离子液体依然可以拥有超短点火延迟时间（小于5 ms）,为具有超短点火延迟时间的自燃型离子液体研发提供了新的思路。（3）合成的6种[咪唑基-胺基]二氢硼阳离子类离子液体,拥有良好的液体范围（Tm/Tg值大部分<-78℃,Td>120℃）;当氧化剂为WFNA时,适中的比冲（263 s～269 s）,良好的密度比冲(最高可达364 s·g·cm-3);阴离子为BH3CN─的[咪唑基-胺基]二氢硼阳离子自燃型离子液体与WFNA的点火延迟时间较阴离子为二氰基胺根阴离子（DCA）的短,分别达到14 ms和15 ms。（4）合成了6种咪唑氰硼烷复合物和2种咪唑氰硼烷卡宾复合物。其中合成的咪唑氰硼烷复合物拥有良好的液体范围（Tm/Tg值大部分<-60℃,Td值大部分>200℃）,很高的密度和生成焓(其密度≥1.00 g·cm-3,生成焓最大可达到1.548 k J·g-1);当氧化剂为WFNA时,拥有优秀的点火延迟时间（有2种小于5 ms）,适中的计算比冲（261 s～264 s）,比UMDH更高的计算密度比冲(最高可达358 s·g·cm-3);与水稳定性良好的超短点火延迟时间自燃型离子液体相比,拥有更高的密度和密度比冲,且更加适合放大生产的工艺（不涉及剧毒重金属）;作为离子液体点火添加剂,1-烯丙基氰硼烷复合物（5-5）与之前最有效添加剂三乙胺硼烷络合物（1-66）相比,具有相同的缩短点火延迟时间的效率,但它的离子液体混合物拥有更高的密度和密度比冲。合成的3-丙基-1-甲基咪唑氰硼烷卡宾复合物（5-8）拥有良好的液体范围（Tg=-22℃）;与1-66相比,拥有跟高密度和生成焓,以及更高的密度比冲;作为离子液体点火添加剂,比胺硼烷、肼硼烷和联胺二硼烷更加高效。总之,分子中引入{BH2CN}结构,有助于形成疏水和耐水的燃料,并且比{BH3}类分子拥有更高的密度和生成焓,以及更短的点火延迟时间。