推进剂是能迅速产生大量高温气体的一类物质的总称,广泛应用于导弹和火箭的发射。硝酸酯是推进剂的重要组成成分,其降解机制的研究日益成为热点,受到广泛关注的体系包括单硝酸酯和三硝酸酯。但由于硝酸酯的不稳定性,芳香胺类稳定剂可延缓硝酸酯的降解,提高其储存时间。特别是供电子基团的加入可以提高稳定剂的稳定效果。本文依托于量子化学方法,在B3LYP/6-31G**的水平上研究了烷基二硝酸酯(DNP/EGDN),烷氧基二硝酸酯(Di-EGDN/Tri-EGDN/Tetra-EGDN)以及多氟取代烷基二硝酸酯(TFDT)体系的降解机制,包括:二氧化氮催化硝酸酯的自分解反应和氢提取反应,进而研究了芳香胺稳定剂对硝酸酯稳定性的影响,这些稳定剂主要包括:苯胺(PA)、二苯胺(DPA)、氨基苯酚(p-HPA)、对甲氨基苯酚(p-MAP)、间甲氨基苯酚(m-MAP)、邻甲氨基苯酚(o-MAP)、4-硝基二苯胺(4-NDPA)、4-羟基二苯胺(p-HDPA)、邻硝基甲氨基苯酚(o-HMN)、间硝基甲氨基苯酚(m-HMN)、邻亚硝基甲氨基苯酚(o-HAN)和间亚硝基甲氨基苯酚(m-HAN)。并在上述两方面工作的基础上,开展了相关的动力学研究。研究结果表明:对于烷基二硝酸酯和烷氧基二硝酸酯优先发生氢提取反应,这与三硝酸酯(BTTN,NG)的分解方式一致。而对于多氟取代的硝酸酯,则优先发生二氧化氮催化的自分解反应,与三硝酸酯分解方式相反。对于单硝酸酯,二硝酸酯和三硝酸酯,在两种分解方式下它们的稳定性的顺序是一致的,即单硝酸酯最稳定,二硝酸酯次之,三硝酸酯最不稳定。多氟取代的硝酸酯,虽然具有优良的热力学性质,但是它们在储存过程中容易发生分解,与不含氟的硝酸酯相比,稳定性略差。在多氟取代硝酸酯中加入氧原子设计出的多氟含氧硝酸酯的稳定性与只有氟取代的硝酸酯的稳定性相比,略微有所提高。稳定剂与二氧化氮之间存在着两种反应机制:一种是二氧化氮的氧原子进攻稳定剂,另一种是氮端进攻,两种机制的研究结果表明,其中氧端反应比氮端反应更容易发生。供电子基团羟基的存在会提高稳定剂的稳定效果,尤其是当羟基在对位时的p-HDPA的稳定效果最好。邻位和间位加入羟基后的稳定剂可增强稳定剂的稳定效果。采用传统过渡态理论(艾林方程)计算了硝酸酯降解反应及稳定剂与二氧化氮反应的反应速率常数,计算结果表明:无论是氮端或是氧端反应,反应速率常数均随着温度的升高而增大;在同一温度下,氧端反应的反应速率常数总是大于氮端反应的反应速率常数。