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硝化纤维素（NC）和硝化甘油（NG）等硝酸酯化合物是双基推进剂的重要含能组分,赋予推进剂系统良好的动力性能。然而硝酸酯化合物由于其化学性质不稳定,它们的硝酸酯键（CO-NO2）键能弱,在日常贮存和使用过程中,容易发生断键分解,产生氮氧自由基和氮氧化合物气体。这些分解产物将会进一步自加速催化硝酸酯化合物的分解,使体系放出大量热,最终导致硝酸酯基推进剂性能降低,甚至燃烧爆炸。传统安定剂主要是苯胺和苯脲衍生物,它们在与硝化棉相互作用时大多会生成高致癌性化合物,并且在高温下的热安定性能较差,因此开发出一类对硝化棉热稳定性能好,安定性能优异的绿色环保安定剂迫在眉睫。富勒烯(C60)具有缺电子烯烃的性质,对多种自由基具有优良的清除能力,被誉为“自由基海绵”。本课题基于富勒烯的自由基清除能力,将其与具有安定作用的芳胺基团在分子层面进行结合,设计合成出一系列新型的单加成富勒烯衍生物,探究它们和硝化棉的相互作用关系和作为硝酸酯基推进剂安定剂的潜在可能性。主要研究内容包括以下四个方面:（1）以富勒烯和丙二酰胺衍生物为原料,通过改进的Bingel反应,设计合成出6种不同碳链长度的新型单加成富勒烯芳胺环丙烷衍生物。它们的分子结构分别通过FT-IR、NMR、UV-vis和HRMS等测试方法进行表征确认。（2）以富勒烯、N-芳基甘氨酸衍生物和芳醛衍生物为原料,通过改进的Prato反应,设计合成出8种不同碳链长度的新型单加成富勒烯芳胺吡咯烷衍生物,它们的分子结构分别通过FT-IR、NMR、UV-vis、HRMS和X-射线单晶衍射等测试方法进行表征确认。（3）对新合成的14种富勒烯芳胺类单加成衍生物分别进行差式扫描量热试验、甲基紫试纸试验、真空安定性试验和恒温热重试验,研究它们对硝化棉间的相容性和安定性。结果表明富勒烯芳胺衍生物和硝化棉间具有良好的相容性,对硝化棉均起到良好的安定效果,并且它们的安定性能优于传统安定剂DPA和C2。（4）对新合成的14种新型富勒烯衍生物与硝化棉相互作用机理进行探究,利用EPR、FT-IR、LC-MS等检测手段研究富勒烯芳胺衍生物对硝化棉起安定作用的潜在原因。结果表明富勒烯基衍生物作为安定剂添加到硝化棉体系中,能够有效吸收硝化棉热分解产生的NO·和NO2,抑制硝化棉的自催化分解反应,对硝化棉起到安定作用。