四氫雙環戊二烯(THDCPD/ JP-10)
- 駿康 四氫雙環戊二烯 -
(THDCPD / JP-10)
四氫二環戊二烯為二環戊二烯之衍生物又稱JP-10，為單純碳氫環狀結構，主應用在航空燃料，其搭配特殊條件下可釋放高單位能量，在廣泛用途上對於高效益燃料發電、也是高速與超高速發動機動力來源。亦可做為某些油性成份萃取溶劑或是應用於某類塗料的稀釋劑，在適當酸性條件下可進一步生成籠狀構型的金剛烷化合物。
因全球航空器為達到超音速來縮短飛行時間，對特殊高能燃油有其嚴格規格要求，我們取得環戊二烯氫化後的:內-四氫二環戊二烯(cas no:2825-82-4)經過自行開發的可再生酸性催化載體多管式矩陣微型反應器於近常溫下，進行異構化反應得到高純度的外-四氫二環戊二烯(cas no:2825-82-3, JP-10)，最後通過精密過濾程序將固體副產物金剛烷過濾即可得到單一純度達99%以上產品。此種多管矩陣型反應器可以用小的生產體積產量加倍的效果、室溫反應、可連續式反應連續生產、該項產品由於起始物與產物沸點相近利用一般分餾法難以達到高純度並且耗能耗時難以量產，開發此種矩陣反應器適合酸催化反應達到低碳節能效果。
圖1：產品最終純化的氣相層析分析數據
圖：氣相層析Peak局部放大圖
圖：JP-10數據分析
從局部放大圖顯示，JP-10純度可以達到99.2%，而內-四氫雙環戊二烯與金剛烷含量都低於0.3%以下。
綠色高能燃料新技術
生物性綠色高能燃料無需使用石化原料來源，因此轉化高質燃油和生物航空燃料市場開始擴大。我司研究通過容易取得木質素纖維水解後構建橋環、聯環等多環結構增加生物質燃料密度。而木質纖維素主要由纖維素、半纖維素和木質素構成，其中纖維素是由葡萄萄聚合而成，為自然界中最豐富的一種多糖（35%~ 50%），可透過酸性氫化方式將其轉化成2,5-己二酮(2,5-hexanedione, HD)，再經由固體路易士酸催化下進行合環反應，可獲得甲基環戊二烯(methylcyclopentadiene, MCPD)等中間物，再透過聚環與氫化反應，可獲得有endo‐和exo‐等2 種構型的四氫二甲基雙環戊二烯(tetrahydro-dimethyl-cyclopentadiene, THDMCPD)，再經由異構化反應可得高純度exo-THDMCPD，又稱為RJ-4，可作為液體火箭推進劑，此外，由此燃料的最低閃燃點可達60°C，因此可以安全地在船舶或潛艇上使用。
另一方面，木質纖維素之半纖維素部分，可透過酸化水解方式，將其轉換成糠醛(furfural)，再透過鹼性催化重排生成4-羥基環戊-2-烯酮(4-hydroxycyclopent-2-enone)，後續經由Raney Nickel 催化加氫還原與以酸性分子篩H-USY 催化脫水等反應合成環戊二烯，此化合物為合成JP-10的起始物，後續透現有製程，即可獲得生質JP-10燃油。
此外，呋喃醛類化合物是合成高能燃料重要來源。除了可做為產製RJ-4和JP-10之原料外，更可用於四環庚烷（quadricyclane, QC）之合成。QC是一種具有高張力籠狀結構和高能量密度的液態烷烴，品質熱值為44.35 MJ·kg-1 ，遠高于高密度燃料JP‐10，同時具有良好的低溫性能。混合燃料較JP‐10 擁有更高的能量密度和更優的高熱穩定性與抗低溫凝固性。我司首創開發由木質纖維素水解轉合成製備除了JP‐10外的新路線，也合成更高能量燃料成為綠色高能燃料來源。
駿康科技生產之四氫雙環戊二烯，品質亦符合軍規條件。
Super JP-10
駿康科技最新研發超高能增速液態推進劑Super JP-10可替代已經使用很久的JP-10推進劑，Super JP-10具有比JP-10還有更高的單位重量燃速值與高衝壓比，相同重量的Super JP-10可以產生2.5~4倍於JP-10燃速，經國外客戶實驗證明對於負載相同重量巡弋飛行器可以用5~8音速飛行(5~8倍音速取決於燃料配方的組合)。
另外，已成功將Super JP-10衍生物與HTPB合成成為高能化之E-HTPB，將應用於固態推進實驗。
#四氫雙環戊二烯 #JP-10 #醫藥JP10 #航空JP10 #溶劑JP10 #JP10台灣 #JP-10 #JP-10台灣 #雙環戊二烯 #戊二烯 #JP10化學 #航空燃油 #jp10 #jp-10 #航空燃料JP10