[发明专利]系列含能聚离子液体及其制备方法

说明书

本发明公开了含能聚离子液体，本发明还提供了上述含能聚离子液体的制备方法，如PIL‑H‑1由两步反应制备：首先1‑乙烯基咪唑与硝酸反应得到中间产物，随后在引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)的存在下发生自由基聚合反应得到目标产物。本发明第一次提出了一系列具有NO₃^‑、N(NO₂)₂^‑和C(NO₂)₃^‑含能阴离子的含能聚离子液体，并提供了制备方法，填补了国内外该领域的空白。

技术领域

本发明涉及聚离子液体及其制备方法，具体涉及系列含能聚离子液体及其制备方法，属于含能材料制备技术领域。

背景技术

在过去的几十年中，离子液体(IL)为化学、物理和材料等学科带来了一场革命。由于具有如：几乎无蒸气压、广阔的液体范围、可调控的极性、良好的离子导电性、良好的溶解性和高稳定性等独特优势，离子液体已经被广泛应用于绿色溶剂以替代传统的挥发性有机物(VOCs)，和被用于电解液。现今，因为其结构可设计性，离子液体的用途跨出了绿色溶剂和电解液的范畴，作为先进功能材料得到广泛应用。例如，离子液体可作为智能传感材料、光学材料、离子液体/碳混合材料和含能材料等。其中，作为新型含能材料，含能离子液体(EIL)引起了广泛的关注。但是，现今对含能离子液体的研究仅主要局限于炸药和推进剂领域。

由于离子液体在某些情况下缺少内在机械稳定性限制了其的应用，在此背景下聚离子液体(PIL)应运而生。由单体到聚合物，聚离子液体保留了诸多离子液体的优良特点，包括：几乎无蒸气压、高热稳定性、高离子液导电性和宽电化学稳定性窗口。在材料领域，聚离子液体已被应用为电化学能源材料、碳材料和抗菌材料等。至今，作为含能材料，聚离子液体还没有被深入研究。

目前，仅有Shreeve课题组报道了由1-乙烯基-1,2,4-三唑制备的含能聚合物，但是他们的能量和安全性质都没有被研究。

发明内容

针对现有含能聚离子液体研究领域的空白，本发明提供了一系列具有NO₃^-、N(NO₂)₂^-和C(NO₂)₃^-含能阴离子的含能聚离子液体及其制备方法。

首先，本发明首次提出如下的含能聚离子液体。分别为：

EPIL-H-1，结构式为：

EPIL-H-2，结构式为：

EPIL-H-3，结构式为：

EPIL-ONO2-1，结构式为：

EPIL-ONO2-2，结构式为：

EPIL-ONO2-3，结构式为：

上述结构式中，n为大于1、小于10000的整数。

本发明还提供了上述含能聚离子液体的制备方法，其合成路线如下：