Thermochimica Acta：一种通过增强热相互作用来改善芳基吡咯烷富勒烯对硝化纤维素热分解的抑制作用的简便方法

我团队在《Thermochimica Acta》(中科院2区，影响因子3.38）发表了题为“A facile approach of improving the inhibition of arylfulleropyrrolidine on the thermal decomposition of nitrocellulose by enhancing the thermal interaction”的研究论文。该成果由环境友好能源材料国家重点实验室完成，我团队赵杨博士为第一作者，金波教授和彭汝芳教授为通讯作者，西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室为第一通讯单位。

【研究背景】

随着富勒烯化学技术的发展，富勒烯衍生物被认为是重要的推进剂添加剂。由于其良好的热稳定性、抗氧化性、抗酸化以及与其他主要推进剂组件的兼容性，可以添加到推进剂组件中作为燃烧添加剂。研究表明，少量富勒烯煤烟能有效催化高氯酸铵的热分解，抑制聚乙二醇的老化，降低固体推进剂的压力指数。此外，作为推进剂的主要能量成分的硝化纤维素的危险反应已被证明可以通过添加富勒烯衍生物作为稳定剂来缓解。研究表明，与二苯胺（二苯胺，DPA）、2-硝基二苯胺（2-NDPA）和N-甲基-4-硝基苯胺（MNA）等传统稳定剂相比，富勒烯基稳定剂与硝化纤维素的自催化分解产物具有更强的反应能力。

【工作简介】

本工作利用Prato反应技术，成功设计并合成了一系列芳基吡咯烷富勒烯（5a-5b’）。非等温热分析结果表明，5a-5b可使硝化纤维素的临界爆炸温度提高0.8-1.8K。等温实验结果表明，5a-5b可延长硝化纤维素在407.65 K时的变色时间，在323.15 K时的安全贮存寿命分别延长87 min和34.46年。绝热加速量热分析结果表明，5a-5b′可以降低硝化纤维素的初始自催化分解反应。结果表明，5a-5b′对硝化纤维素的热稳定性主要取决于富勒烯对氮氧化物自由基的清除能力。随后，探讨了以富勒烯烟为前体，低成本、大规模制备芳基吡咯烷富勒烯稳定剂的可行性。

文章连接：https://doi.org/10.1016/j.tca.2022.179303