新型二氰胺类自燃离子液体的合成及性质研究

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1、分类号：TQ517.4密级：硕士学位论文新型二氰胺类自燃离子液体的合成及性质研究SynthesisandCharacterizationofNewDicyanamide-basedHypergolicIonicLiquids申请人姓名：费腾指导教师：蔡会武专业名称：化学工艺研究方向：含能材料西安科技大学二○一五年六月学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写

2、过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期：学位论文知识产权声明书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安科技大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用阴影、缩印或扫描等复制手段保存和汇

3、编本学位论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名：指导教师签名：年月论文题目:新型二氰胺类自燃离子液体的合成及性质研究专业:化学工艺硕士生:费腾（签名）指导教师:蔡会武（签名）摘要自燃推进剂作为一类化学点火的液体推进剂，可简化发动机设计及实现万次无故障点火，是火箭及太空飞行器的重要动力，已成为航空航天领域主要研究方向。近年来，自燃离子液体显示出了良好的热稳定性和燃烧性能，具有替代传统推进剂燃料（肼及其衍生

4、物）的应用潜能，受到含能材料科技工作者的广泛关注。本论文以四甲基乙二胺和三甲胺硼烷络合物为反应底物，设计合成了4种四甲基乙113二胺类和10种双（R-基咪唑）硼烷类自燃离子液体。通过H和CNMR、IR和元素分析（或高分辨质谱）综合表征，确认了所得离子液体的结构；通过密度、粘度、热稳定性、点火性能测试及相关计算，系统表征了离子液体的结构-物性关系。对于四种四甲基乙二胺类离子液体，计算模拟的振动光谱与实验相符，为离子液体结构确认提供了理论支撑。阳离子烷基侧链对离子液体性质有显著影响，呈现规律性。-1该

5、类离子液体热稳定性好，分解温度均在200ºC以上，生成焓在85.1～154.4kJ·mol之间。其中，2-(二甲基胺)-N,N,N-三甲基乙二胺二氰胺的燃烧性能较好，点火延迟时间84ms，比冲158s。对于十种双（R-基咪唑）硼烷类离子液体，阳离子的烃基侧链对离子液体性质也有-3规律性的影响。该类离子液体密度在1.04～1.27g·cm之间，生成焓在12.4～484.9-1-1kJ·mol之间，分解活化能在74.72～130.82kJ·mol之间。其中，双(烯丙基咪唑)硼烷二氰胺的燃烧性能较好，点

6、火延迟时间18ms，比冲176.7s。设计合成的离子液体在一定程度上显示出良好的自燃燃料特性，是肼及其衍生物的潜在替代产品。2-(二甲基胺)-N,N,N-三甲基乙二胺二氰胺和双(烯丙基咪唑)硼烷二氰胺具有良好的综合性能，有望成为双组元自燃推进剂的绿色燃料。关键词:离子液体，自燃，四甲基乙二胺，硼氢化合物，模拟计算研究类型:应用基础研究Subject:SynthesisandCharacterizationofNewDicyanamide-basedHypergolicIonicLiquidsSpe

7、cialty:ChemicalTechnologyName:FeiTeng（Signature）Instructor:CaiHuiwu（Signature）ABSTRACTHypergolicpropellantsasakindofliquidpropellantswithchemicalignitionhavebecomeimportantpowersourceofrocketsandspacevehicles,whichcansimplifythedesignofengineandachiev

8、ethetrouble-freeignitionforthousandsoftimes.Withtheuniqueproperties,hypergolicpropellantshavebecomemaintopicintheaerospacefield.Currently,hypergolicionicliquids(ILs)withgoodthermalstabilityandcombustionperformanceshowapplicationpotentialtorepl