小分子有机胶凝剂和凝胶推进剂的研究进展(3)

小分子有机胶凝剂和凝胶推进剂的研究进展

都会引起其胶凝化有机溶剂能力的急剧变化;⑥LMOG和有机溶剂混合体系的总体性质决定着胶凝剂簇集体结构及其所形成凝胶的Tgel。不过,到目前为止,关于ALS类胶凝剂的研究还没有得到完全确定的构效关系。

1.2　金属有机化合物[1～3]

据报道,以一双核铜配合物为胶凝剂的有机凝胶具有触变性能,即在等温条件下,施加剪切力凝胶转化为溶胶,反之取消剪切力静置,溶胶又转化为凝胶。该胶凝剂在有关有机溶剂中能形成柱状亚微晶相,可在不足1wt%的浓度下使碳氢类溶剂凝胶化。2二酮的双核铜配合物呈盘子状,在溶液中可以聚集形成棒Β

状结构,使大约99%的环己烷凝胶化,在某些有机溶剂中也可簇集形成柱状亚微晶相。EPR可定性研究有机金属样品中弱电子的交换行为,并为研究簇集动力学提供方便。低分子量化合物三取代卟啉锌配合物在环己烯中形成的凝胶体系在剪切应力作用下可发生等温相变。类似的化合物还有四取代卟啉锌化合物。

1.3　其它胶凝剂

实验表明,某些二价或三价金属脂肪酸盐是一类良好的有机胶凝剂。和不饱和度、剂中的簇集行为,最终影响有机凝胶的性能[1]。

许多的AL2(aromatic,2个linking,AL2)在这类胶凝剂中,有一种叫做2,32二(十八氧基)蒽(DDOA),。DDOA的溶胶2凝胶相转变过程缓慢,具有光敏性。当改变其分子结构,例如缩短烷基链的长度、,,其胶凝能力丧失或严重减弱。取代基的改变也会不4在20℃与40℃之间循环变化时,DDOA 辛醇凝胶体系的磁性研在DDOA 丙醇凝胶体系中含有直径约为600～700×10-10m的三维网络束状纤维结构。在外场机械力作用下,DDOA 乙氰凝胶会明显收缩[1]。与DDOA结构相似的蒽的另外一种衍生物,2,32二烷氧基萘却没有使有机溶剂凝胶化的能力。2　有机凝胶的应用

2.1　凝胶推进剂

有机凝胶的重要应用之一是作为火箭等高速飞行器的推进剂。所谓凝胶推进剂就是用少量胶凝剂将约为其质量3～1000倍的液体组分(燃料、氧化剂或二者的混合物)胶凝化,使大量的固体燃料均匀地悬浮于体系中,形成的具有一定结构和特殊性能并能长期保持稳定的凝胶体系[10]。

在推进剂的发展史上,推进剂经历了固体推进剂、液体推进剂、膏状推进剂[11]与凝胶推进剂的发展过程。其中,凝胶推进剂具有压力或剪切触变性,在技术可控与安全性能等方面兼顾了固体推进剂与液体推进剂的优点,克服了膏状推进剂流变特性不太稳定的不足,成为新一代“灵巧推进剂”。

凝胶推进剂根据其燃料凝胶与氧化剂凝胶的贮存方式分为双元推进剂与单元推进剂。双元凝胶推进剂是一类氧化剂凝胶与燃料凝胶分别置于两个不同体系的推进剂。它的雏形可以追溯到1933年Engene-Saenger金属化内燃机液体燃料的实践。凝胶化液体火箭推进剂的大规模工作始于1958年美国对烃类燃料的含硼和含镁浆料的研究。在凝胶推进剂的研究中,常用的双元液体推进剂的液体组分包括肼类化合物及其含碳衍生物、烃类、液氢、添加抑制剂的红色发烟硝酸、四氧化二氮、卤间化合物等。为了提高双元液体凝胶推进剂的安全性能和能量密度,在燃料凝胶体系中往往要加入一定质量比的固体燃料(如铝粉、铍粉、硼粉、镁粉及其氢化物等)。另一类凝胶推进剂是单元凝胶推进剂,这是一类氧化剂与燃料成一体的推进剂,它是为了克服双元凝胶推进剂和单元液体推进剂的缺点而发展起来的。已经实用化了的低能单元液体推进剂和高能单元液体推进剂因能量或安全性等原因使其应用受到限制,所以将常规高能液体燃料、氧化剂和固体燃料混合形成触变单元凝胶推进剂是解决这一矛盾的新途径。最早报道这种凝胶配方的是美国大西洋公司申请的阿科凝胶专利。随后美、法等国也相继研究过其它配方,其应用范围涉及到各种水下推进系统、太空飞船动力系统以及灵巧导弹推进系统等方面[12,13]。