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（肼及其衍生物... 展开 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种四甲基乙二胺类和10种双（R-基咪唑）硼烷类自燃离子液体。通过1H和13C NMR、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。该类离子液体热稳定性好，分解温度均在200℃以上，生成焓在85.1～154.4kJ·mol-1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规律性的影响。该类离子液体密度在1.04～1.27g·cm-3之间，生成焓在12.4～484.9kJ·mol-1之间，分解活化能在74.72～130.82kJ·mol-1之间。其中，双(烯丙基咪唑)硼烷二氰胺的燃烧性能较好，点火延迟时间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。 收起