سنتز و بررسی خواص مایعات یونی پرانرژی به عنوان سوخت پیشرانه‌های خود مشتعل شونده

طراحی و سنتز مایعات یونی پرانرژی یک روش نوین در توسعه نوع جدیدی از پیشرانه‌های خود مشتعل شونده ( هایپرگولیک) فراهم کرده‌است. این ترکیبات با داشتن خصوصیاتی مانند فشار بخار ناچیز، پایداری شیمیایی و حرارتی بالا، محدوده وسیع مایع بودن و دارا بودن الزامات زیست محیطی، به عنوان جایگزین سوخت در پیشرانه‌های مایع رایج که عمدتاَ حاوی هیدرازین و مشتقات سمی آن هستند، مطرح می‌باشند. در تحقیق حاضر سنتز برخی مایعات یونی دی ایمیدازولیوم متقارن و نامتقارن جدید پایه آنیون پرانرژی نیترو سیانامید مورد بررسی قرار گرفته‌است. جهت شناسایی و شاخصه‌یابی مایعات یونی سنتز شده از روش‌های طیف سنجی 1hnmr و ft-ir استفاده شده‌است. داد‌ه‌های آنالیز ویسکوزیته‌ی این مایعات یونی نشان می دهد که از لحاظ ویسکوزیته قابلیت استفاده به عنوان سوخت هایپرگول در پیشرانه‌ها دارا می‌باشند (ویسکوزیته کمتر ازcp 63). از میان مایعات یونی پرانرژی سنتز شده، 1- (2- پروپنیل)-1َ- متیل-3و3َ- (1و3پروپان-دی- ایل) دی ایمیدازولیوم دی‌نیتروسیانامید دارای کمترین ویسکوزیته (cp 42) است. آنالیز وزن سنجی(tga) این ترکیب نشان دهنده‌ی پایداری حرارتی بالای آن (دمای حدودºc 250) می‌باشد. آنالیز گرماسنجی روبشی تفاضلی (dsc) این ماده با داده‌های آنالیز tga همخوانی زیادی نشان داد. علاوه بر این، خاصیت هایپرگول مایعات یونی سنتز شده در حضور اسید نیتریک غلیظ بررسی شد و نشان داده شد که به محض تماس با اکسیدکننده، این مواد به صورت خودبه‌خود مشتعل شدند ( ms48id<). 

synthesis and investigation of the properties ofenergetic ionic liquids as fuels of hypergolic propellants

the design and synthesis of energetic ionic liquids has provided a new method in the development of a new type of hypergolic propellants. these compounds, having characteristics such as low vapor pressure, high chemical and thermal stability,wide range of liquidity and having environmental requirements, are proposed as fuel substitutes in common liquid propellants that mainly contain hydrazine and its toxic derivatives. in this research, the synthesis of some new symmetric and asymmetric dimidazolium ionic liquids based on the energetic nitrocyanamide anion has been investigated. 1hnmr and ft-ir spectroscopic methods have been used to identify and characterize the synthesized ionic liquids. the viscosity analysis data of these ionic liquids show that in terms of viscosity, they can be used as hypergolic fuels in propellants (viscosity less than 63cp). among the synthesized energetic ionic liquids, 1-(2-propenyl)-1’-methyl-3,3’-(1,3-propan-di-yl)diimidazolium dinitrocyanamide has the lowest viscosity (42cp). the thermal gravimetric analysis (tga) of this compound shows its high thermal stability (around 250ºc). differential scanning calorimetry (dsc) analysis of this material showed a good agreement with tga analysis data. in addition, the hypergolic properties of the synthesized ionic liquids were investigated in the presence of concentrated nitric acid and it was shown that upon contact with the oxidizer, these materials ignited spontaneously (id<48ms).