六烷基胍TADC含能离子液体的合成与表征

采用离子交换法合成了4种六烷基胍4,5-二氰基-1,2,3三唑([Cn-guan][TADC],n=3,4,5,6)含能离子液体,用红外光谱和核磁共振对结构进行了表征,测试了其在常用有机溶剂中的溶解性,用表面界面张力仪和TG、DSC分别研究了其密度和热性能。结果表明,六烷基胍TADC离子盐在极性较大的有机溶剂中具有良好的溶解性,最大分解温度在370℃左右,表明[C3-6-guan][TADC]具有良好热稳定性,([Cn-guan][TADC],n=3,4,5)在DSC的二次升温过程中经历了玻璃态、过冷态、结晶固态和液态4种相态。

1-烷基-4-氨基-1,2,4-三唑类含能离子液体的溶解性能

基于NO-3、ClO-4、N(CN)-2、[2,4,5-TNI]-和[3,5-DNTZ]-阴离子,以及1-烷基-4-氨基-1,2,4-三唑阳离子合成了系列环境友好型含能离子液体,通过1 H NMR对其进行了结构表征;采用ab initio结合MP2/6-311G++(2d,p)方法计算了1-烷基-4-氨基-1,2,4-三唑类含能离子液体和溶剂之间的分子间作用能以及含能离子液体的偶极距;系统研究了分子结构、极性以及分子间作用能对该系列含能离子液体的溶解性能的影响。结果表明:当阳离子不同时,[BATZ]NO3与水的ΔE绝对值最大为40.7 kJ/mol,当阴离子不同时,[BATZ][3,5-DNTZ]与水的ΔE绝对值最大为45.1 kJ/mol;上述含能离子液体的极性大小顺序为[BATZ][3,5-DNTZ]>[BATZ][2,4,5-TNI]>[BATZ]N(CN)2>[BATZ]ClO 4>[RATZ]NO3;最后,1-烷基-4-氨基-1,2,4-三唑类含能离子液体的溶解度随着溶剂介电常数ε的减小、取代烷基链长的增加、阴离子体积的增大以及分子间作用能的减小而降低,即含能离子液体在溶剂中的溶解度大小顺序为[BATZ][3,5-DNTZ]>[BATZ][2,4,5-TNI]>[BATZ]NO3>[BATZ]ClO 4>[BATZ]N(CN)2>[PATZ]NO3>[HATZ]NO3>[DATZ]NO3,其中,[BATZ][2,4,5-TNI]在水中溶解度最大为10.0327 g/10 g。

硝酸1-烷基-4-氨基-1,2,4-三唑鎓含能离子液体的蒸气压及其摩尔汽化焓的理论研究

合成了硝酸1-烷基-4-氨基-1,2,4-三唑鎓含能离子液体([RATZ]NO3),并通过核磁和红外进行了结构表征;采用Gaussian09/B3LYP/6-311+G(d,p)密度泛函理论计算了[RATZ]NO3的离子间相互作用能及摩尔体积;在298K^323K温度范围内,测定了不同配比[RATZ]NO3-Et OH混合溶液的饱和蒸气压。研究了[RATZ]NO3-Et OH混合溶液的饱和蒸气压、[RATZ]NO3的蒸气压及摩尔汽化焓与温度、离子间相互作用能以及结构之间的关系。结果表明,[RATZ]NO3-Et OH混合溶液的饱和蒸气压随温度的升高、离子间作用能的减小以及阳离子体积的增大而增大,其沸点比纯溶剂高,且在298K^323K温度范围内[RATZ]NO3的平衡蒸气压均低于250mPa,说明含能离子液体具有不挥发性;通过理论计算得到离子间相互作用能及体积,解释了[RATZ]NO3的摩尔汽化焓随烷基链增长而降低的原因。

氮杂环类含能离子盐和离子液体的研究进展

综述了近年来以唑类、嗪类和呋咱类氮杂环化合物为母体的一些含能离子盐和含能离子液体的合成及其熔点、密度、爆轰等性能。总结了不同取代基对含能离子盐的理化性质的影响,以及如何通过引入不同官能团来设计修饰目标化合物。对一些性能较好的含能离子盐的应用以及含能离子液体的设计进行了展望。

含能离子化合物的分子设计与性能研究进展

含能离子化合物包括含能离子液体和含能盐,通过设计阴阳离子的化学结构,使其具有较高生成热、较高密度、钝感、稳定、环境友好等优良性能,从而满足武器装备对多功能含能材料的需求。综述了含能离子化合物的研究历史、分子设计及其性能,并展望了含能离子化合物的研究发展趋势,通过分子设计,得到新型的含能离子化合物,研究不同的阴阳离子对含能离子化合物性能的影响,为含能离子化合物的研究和发展提供参考。

四种叠氮铵类离子液体的合成及其物性研究

以N,N-二甲基-2-叠氮乙胺（DMAZ）为起始物,通过烷基化和复分解反应,合成了四种以二氰胺根为阴离子的叠氮类离子液体（[Rdmaz][N（CN）2],R=乙基（e）,正丁基（b）,正己基（C6）,正辛基（C8））,测定了这些离子液体在一定温度范围内的密度、动力黏度和摩尔定压热容等物性,讨论了烷基链长对其物性的影响。结果发现,随烷基链中碳数的增加,离子液体的密度减小、动力黏度和摩尔定压热容增加。密度和温度之间呈线性关系;动力黏度与温度之间满足Vogel-Fulcher-Tamman（VFT）方程;摩尔定压热容与温度之间可用方程C p,m=a＋bT＋cT2拟合。四种离子液体均没有熔点,只有一个玻璃化转变温度（T g）,[edmaz][N（CN）2]、[bdmaz][N（CN）2]、[C6dmaz][N（CN）2]和[C8dmaz][N（CN）2]的T g分别为-102,-92,-89,-91℃。四种离子液体的分解温度在241~242℃之间,与烷基链长基本无关。

高燃速推进剂用硼氢化物的研究进展

对硼氢化物的合成进行了简单介绍,综述了离子型氢硼酸盐、碳硼烷及其衍生物、金属碳硼烷和硼烷类含能离子液体(盐)作为固体推进剂燃速调节剂研究工作的最新进展。离子型氢硼酸盐与碳硼烷均可较大范围调节固体推进剂的燃速,但离子型氢硼酸盐合成工艺相对简便、成本较低;含能离子液体(盐)具有高密度、高能量、钝感及毒性低等特点,将其应用于推进剂及炸药方面具有良好的发展前景。

绿色推进剂的发展及应用前景

近年来,航天技术取得了飞速发展,处于基础地位的推进剂技术受到了越来越多的重视。首先,综述了传统推进剂的分类、代表和优点,但是它们具有发烟、毒性、强腐蚀性及污染环境等缺点。然后,针对绿色推进剂,介绍了绿色固体推进剂、原子推进剂、绿色液体推进剂、含能离子液体推进剂。绿色推进剂具有无毒、无烟、高能、环保的优点,其在航天等领域具有广阔的应用前景。