[發明專利]具有高熱沉的碳氫燃料組合物有效

申請號：	201410283027.6	申請日：	2014-06-23
公開（公告）號：	CN104059697A	公開（公告）日：	2014-09-24
發明（設計）人：	何桂金;應好;方文軍;郭永勝;許莉	申請（專利權）人：	浙江大學
主分類號：	C10L1/04	分類號：	C10L1/04;C10L1/198
代理公司：	杭州天勤知識產權代理有限公司 33224	代理人：	胡紅娟
地址：	310027 浙***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	具有高熱碳氫燃料組合
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及碳氫燃料的技術領域，特別涉及一種具有高熱沉的碳氫燃料組合物。

背景技術

飛行器飛行速度的增加必然引起蒙皮及發動機表面溫度過高，使得飛行器熱管理及冷卻問題成為高速飛行器研制開發中亟待解決的關鍵問題之一。開發“可燃冷卻劑”的吸熱型碳氫燃料是解決這一問題的重要途徑。這類燃料的熱沉來自于兩方面，一方面是利用碳氫燃料自身升溫與相變吸熱的物理熱沉，另一方面來自于大分子碳氫燃料還可在高溫下吸熱發生裂解及一系列聚合反應的化學熱沉，可吸收飛行系統產生的大量熱量并裂解生成燃燒性能優異的小分子產物，在燃燒室燃燒為飛行器提供動力，既提高了能量的利用率，又減少了運載系統的負載，為目前國際上常見的“主動冷卻”的方法。

引發與催化裂解以提高碳氫燃料裂解深度是提高其化學熱沉的一種重要途徑，可滿足飛行器更高的冷卻要求。其中引發劑是加入燃料中的一種易于產生自由基的物質，可以在低溫下斷鏈形成自由基從而引發裂解反應，并提高反應速率。如俄羅斯報道了引發劑的使用，在500～630℃時，添加量小于0.8wt％時將燃料裂解速度提高2～7倍，裂解起始溫度降低100℃。

如浙江大學的王澤等人(Wang Z,Lin R S,Fang W J.Triethylamine as an initiator for cracking of heptanes[J].Energy,2006,31(14):2773-2790)以正庚烷為模型化合物，對多種引發劑進行了篩選，其中三乙胺、三丁胺和2,6-二叔丁基對甲酚提高了正庚烷的裂解性能。

又如天津大學的劉國柱等人(Liu G Z,Han Y J,Guo W.Supercritical initiative cracking of endothermic fuel model compound n-dodecane with 1-nitropropane[R].AIAA2008-5127,2008)以正十二烷為模型燃料，在超臨界條件下研究了1-硝基丙烷、三乙胺和3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三過氧化壬烷等3種引發劑的作用，結果表明，3種引發劑對正十二烷的裂解具有顯著促進作用。

超支化聚合物是一類具有高度支化結構的大分子，結構中不僅包含有支化單元，還包含有相當比例的鏈狀結構單元，其高度支化的結構賦予了大分子間不易纏結、整體粘度較低以及高流變性能等性質。現已在藥物緩釋及靶向給藥、催化劑載體等領域受到廣泛關注。其中超支化聚縮水甘油為研究得較為成熟的一類超支化聚合物，1999年Sunder等人通過陰離子聚合法可控性地得到不同分子量的超支化聚縮水甘油HPG，同年他們報道了通過十六烷基酰氯酯化接枝的方法合成了可溶于弱極性溶劑甲苯的十六烷基接枝聚縮水甘油HPG-C₁₆，其HPG中心為聚醚型結構，在高溫下可釋放大量的自由基，具有引發并促進碳氫燃料裂解的潛在應用意義。

目前，作為碳氫燃料的引發劑多為小分子有機物，但尚未有用于提高燃料熱沉的超支化聚合物添加劑見諸報道。

發明內容

本發明提供了一種具有高熱沉的碳氫燃料組合物，以HPG-C₁₆(十六烷基接枝超支化聚縮水甘油)作為引發劑，促進了碳氫燃料裂解，提升碳氫燃料熱沉，提高了碳氫燃料的吸熱能力。

本發明公開了一種具有高熱沉的碳氫燃料組合物，以質量百分比計，原料組成為：

碳氫燃料100％；

HPG-C₁₆ 0.01％～5％；

所述的HPG-C₁₆具有如式1所示的結構：

式中，圈內部分為聚縮水甘油HPG，圈外接酯化接枝反應后的十六烷基，其中m、n、j、k代表HPG中重復單元的數量，m、n、j、k獨立地選自1～10，重復單元的排列有支化、線型兩種方式，十六烷基數量隨接枝率而變化。

作為優選，以質量百分比計，原料組成為：

碳氫燃料 100％；

HPG-C₁₆0.01％～0.2％。

針對現配現用的情況，本發明公開了具有上述組成的碳氫燃料組合物。