含BH_3(CN)BH_2(CN)^-阴离子的离子液体自着火过程的实验研究

采用长焦显微高速摄影技术和滴落法实验装置测试8种新合成的含[BH_3(CN)BH_2(CN)^-]阴离子的离子液体(I.L.1～I.L.8)分别与白烟硝酸和红烟硝酸的反应。结果表明:每次实验均获得稳定的自着火反应,并且观察到两种不同的火焰发展过程。I.L.8与白烟硝酸接触后发生微爆,短时间内出现自着火;而I.L.8与红烟硝酸接触后发生二次液滴飞溅,由于莱顿弗罗斯特效应的影响,反应后的泡沫状液滴反弹并出现短促燃烧反应,较长时间后发生自着火。对于杂环核心相同的离子液体,侧链上含有烯丙基的离子液体点火延迟时间最短,其次是含有乙基的离子液体,而含有丁基的离子液体与白烟硝酸反应的点火延迟时间最长;对于侧链相同的离子液体,含有吡啶杂环的离子液体点火延迟时间最长,其次是含有咪唑杂环的离子液体,而含有四氢吡咯的离子液体与白烟硝酸反应的点火延迟时间最长。生成焓越高的离子液体,点火延迟时间越短。

咪唑二氰胺类离子液体在白色发烟硝酸中自燃特性的实验研究

利用滴落实验台在常温常压下对5种咪唑二氰胺类离子液体进行了点火测试实验,研究了咪唑二氰胺类离子液体在白色发烟硝酸中的自燃过程,并分析了阳离子的化学结构与液滴碰撞速度对咪唑二氰胺类离子液体自燃特性的影响。结果显示:1-烯丙基-3-甲基咪唑二氰胺([AMIM][DCA])、1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺([EMIM][DCA])和1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺([BMIM][DCA])的自燃过程包含3个阶段,即液滴与WFNA的接触、混合与扩散阶段,反应放热、发生微型爆炸阶段以及温度升高、自燃现象产生阶段;1-己基-3-甲基咪唑二氰胺([HMIM][DCA])和1-辛基-3-甲基咪唑二氰胺([OMIM][DCA])的自燃性能较差,微爆现象不再明显。在同一碰撞速度下,微爆延迟时间和点火延迟时间随着阳离子中侧链长度的增加而增大;黏度相差不大时,侧链中不饱和程度增加,微爆延迟时间和点火延迟时间将会缩短。对于同一种离子液体而言,微爆延迟时间和点火延迟时间则随着碰撞速度的增大逐渐减小。微爆延迟时间和点火延迟时间二者呈线性正相关,[AMIM][DCA]、[EMIM][DCA]和[BMIM][DCA]这3种离子液体的微爆延迟时间和点火延迟时间的皮尔逊相关系数分别为0.9916、0.9704和0.9741,微爆延迟时间越短,点火延迟时间也越短。