毛学锋李军芳胡发亭黄 澎赵 鹏

(1.中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京 100083;2.煤炭科学技术研究院有限公司 煤化工分院,北京 100013;3.煤炭资源开采与洁净利用国家重点实验室,北京 100013)

高超音速飞行器的迅速发展,既是科学技术领先的标志,更是大国综合实力强大的展现。高超音速飞行器的性能(包括高航速、大载荷、远射程、高灵活性等),主要取决于其所用的燃料[1-3]。与常规民用和军用燃料(航空煤油和火箭煤油)相比,合成的高能量密度燃料具有更高的密度、体积热值及良好的热安定性和低温性质(低冰点、低黏度),以满足高空和严寒等恶劣的工作环境[4-5]。使用高能量密度燃料后可使美国“战斧-Ⅱ”型导弹的射程增加50%,运载能力提高17%。因此,研制适合高超音速飞行器的高能量密度燃料,已成为各国当前的研究热点之一,具有重要的前瞻性和重大战略意义。

世界各国对高能量密度燃料进行了大量研究[6-8],并制备出系列高能量密度燃料如RJ-4,RJ-5,JP-10 等。JP-10[9]是目前应用最广泛、综合性能最好、最为成功的高能量密度燃料。它是由纯组分的挂式四氢双环戊二烯组成,是以双环戊二烯为原料,通过加氢和异构反应得到。AUDEU 等[10]研究了降冰片烯原料自聚或与芳烃类共聚,制备得到密度为1.009 g/cm3高能量密度燃料。然而上述所有的合成高密度燃料均以昂贵的化学试剂(环戊二烯(CPD)同系物和降冰片二烯(NBD)同系物)为起始原料进行化学合成、加氢饱和、异构重排和分离提纯等过程……