鋁-氟聚物反應(yīng)性物質(zhì)制備及研究進(jìn)展

王靖巖，王義智，韓志偉

（1. 南京理工大學(xué)化工學(xué)院，江蘇 南京 210094；2. 南京長(zhǎng)山化工有限責(zé)任公司，江蘇 南京 211103）

1 引言

傳統(tǒng)的單分子炸藥（TNT、RDX、HMX 等）大多數(shù)由C、H、O、N 元素組成，實(shí)測(cè)能量已基本達(dá)到其理論能量值，沒有太大的提升空間。為了尋求更高的能量釋放效率，研究者們開始注意到單位質(zhì)量和體積燃燒熱都很高的活性金屬燃料鋁粉。德國(guó)于一戰(zhàn)末期時(shí)率先將鋁粉加入到炸藥中，以增加爆炸威力［1］，開創(chuàng)了鋁粉在含能材料中的應(yīng)用，在炸藥中添加金屬粉的方式改善了炸藥的性能，滿足了當(dāng)時(shí)的使用需求。盡管如此，隨著對(duì)炸藥能量密度更高的要求，研究人員發(fā)現(xiàn)不論如何減小鋁粉的粒徑［2］、提高活性鋁含量［3］，甚至添加氧化劑［4］，混合炸藥的放熱速率仍然遠(yuǎn)低于單質(zhì)炸藥，實(shí)際放熱量與理論計(jì)算值也相差甚遠(yuǎn)［5］。與此同時(shí)，鋁粉的加入導(dǎo)致含鋁炸藥長(zhǎng)貯性存在問題［6］。為了提高含鋁炸藥的能量利用率并改善其長(zhǎng)貯性能，研究人員采用對(duì)鋁粉進(jìn)行包覆改性的方法改善其性能，取得了較好的使用效果［7-9］。

氟聚物因具有優(yōu)異的耐腐蝕性、耐熱性、低表面能以及很好的耐氧化特性而被廣泛用于包覆鋁粉。使用氟聚物包覆鋁粉，不僅可以有效阻止鋁粉的進(jìn)一步氧化，而且氟聚物的能量特性可提升體系的能量釋放。F具有很強(qiáng)的電負(fù)性，Al和F 反應(yīng)放出的能量（56.10 kJ·g-1）大 約 是Al 和O 反 應(yīng) 放 出 能 量（30.98 kJ·g-1）的 兩倍［10］。氟聚物可與惰性層Al2O3反應(yīng)，增加鋁粉的反應(yīng)活性，使鋁粉反應(yīng)更加完全。同時(shí)，氟聚物的低表面能特性能很好地解決鋁粉的團(tuán)聚問題［11-12］。……