● 摘要
二茂铁及其衍生物是一类火箭推进剂中的燃烧调节剂。但目前商品级的二茂铁类燃烧调节剂存在低温结晶，易迁移，易挥发的缺点，急需研制新型二茂铁类燃烧调节剂克服这些缺陷，因此受到火炸药领域研究者的广泛关注。根据含能离子化合物蒸汽压低、自然条件下不挥发、热稳定性强的优点，本文设计并合成了一类新型二茂铁含能离子型燃烧调节剂，有望解决目前二茂铁燃烧调节剂现有的缺点。本论文主要研究内容和结论如下：
（1）以N,N-二甲基二茂铁甲胺为起始原料，得到1-(二茂铁基甲基)-3(4)-烷基咪唑(三氮唑)碘化物，他们与硝酸银和1,1,3,3-四氰基丙烯酸钾进行离子交换反应，制备了13种二茂铁唑类高氮离子化合物，利用1H NMR, 13C NMR, FT-IR以及元素分析对目标产物进行了结构表征。合成的13种化合物均为低熔点的固体或液体，并用单晶X-射线衍射分析表征了3种碘化物的晶体结构。
（2）用热重(TG)技术对合成的高氮离子型二茂铁化合物的热稳定性进行了评价，发现所合成的化合物均在150 °C以上分解，说明它们均具有较好的热稳定性。
（3）用差示扫描量热仪(DSC)技术评价了所合成的化合物对火箭固体推进剂主组分高氯酸铵(AP)、黑索金(RDX)、硝化棉-硝化甘油(NC-NG)热分解的燃烧催化作用。结果发现加入所合成化合物5%后，各主组分的峰温均提前，并且与固体推进剂主组分放出的热量相比，热量增加明显。发现在AP中加入所合成的化合物后，主组分分解时放热变得更加集中，尤其加入5%的1-(二茂铁基甲基)-4-甲基-三氮唑硝酸盐(8)后，AP放出的热量增加最多，从112.20达到1439.85 KJ/mol， 同时峰温也提前了，表明化合物(8)对AP的热分解的燃烧催化性能最佳。在对黑索金(RDX)热分解的燃烧催化性能测试中，发现RDX中加入5% 1-（二茂铁基甲基）-3-乙基-咪唑硝酸盐(10)，RDX增加的热量最多，从646.51达到1813.68 KJ/mol，同时峰温也提前了15 °C，表明化合物(10)是RDX的最佳燃烧调节剂。在对硝化棉-硝化甘油(NC-NG)的燃烧催化性能测试中，发现NC-NG中加入5% 1-(二茂铁基甲基)-3-甲基-咪唑碘化物(4)，NC-NG热分解时的热量增加最多，从377.94达到1509.21 KJ/mol，同时峰温也提前了11 °C，因此化合物(4)对NC-NG的燃烧催化性能最好。总之，本文所合成的新型离子型二茂铁化合物均对火药推进剂主组分的热分解具有催化作用，它们有望成为一类新型的燃烧调节剂。