自燃型三唑氰基硼烷复合物推进剂燃料的合成与性能

为制备高密度、低粘度、高比冲、宽液态温度范围、热稳定性好的新颖推进剂燃料,以1,2,3?三唑为原料,在碱作用下与卤代烃发生N-烷基化反应,并与氯化氢气体成盐酸盐,该盐再与氰基硼氢化钠发生复分解反应,得到一系列新颖三唑氰基硼烷复合物。点火实验表明,该系列复合物可作为液体推进剂燃料。利用傅里叶变换红外光谱(FT?IR),核磁共振(~1H NMR、~(13)C NMR、~(11)B NMR)、高分辨质谱(HRMS)等对其结构进行了表征;分别利用差示扫描量热法(DSC)、排气法密度仪、粘度仪和高速摄影等,测定化合物的热分解温度、密度、粘度和点火延迟时间等性能;运用Gaussian 09软件、密度泛函理论(DFT)B3LYP/6?31++G(d,p)基组优化化合物结构,并基于此优化结构计算化合物的生成焓,据此运用Explo5 v6.02软件计算其理论比冲。结果表明,1?丙基三唑氰基硼烷复合物(3)的生成焓为1.5 k J·g~(-1),具有最短的点火延迟时间(12 ms),密度1.024 g?cm~(-3),熔点低于-70℃,热分解起始温度达233℃(onset),粘度16 m Pa?s,理论比冲为201.7 s,密度比冲达357 s?g?cm~(-3)。