CL-20@PCHA复合粒子的制备及性能

多晶型六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)在推进剂体系中因与添加剂接触或环境条件(温度或压力)改变,晶型易发生转变形成混合晶型,导致推进剂结构损伤,性能降低。为阻止溶剂与CL-20的接触,抑制CL-20晶型转变,研究将基于己二胺(HMDA)与邻苯二酚(CCh)氧化自聚合反应生成聚酚胺(PCHA)薄膜,采用水悬浮法在温和的条件下对CL-20炸药晶体进行表面修饰,通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、拉曼光谱仪(RAMAN)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)等对表面改性颗粒的形貌结构、包覆物含量、热稳定性及其在乙二醇溶液中的稳定性进行研究。结果表明,HMDA与CCh在温和条件下可对CL-20晶体表面进行修饰,并形成一层致密的PCHA包覆层;溶解称重法和高效液相色谱法(HPLC)测得PCHA包覆物含量约为1%;PCHA包覆将晶型转变温度和热分解温度分别提升了16℃和7℃,通过Kissinger法计算不同升温速率下的热分解活化能E_a发现CL-20@PCHA的活化能较CL-20提高了约8 kJ·mol^(-1),热稳定性得到较大提升;XRD测试结果表明PCHA薄膜可以有效阻隔溶剂与CL-20的接触,减缓CL-20在溶剂中的溶解速率,可有效抑制CL-20的晶型转变。

硅胶整体柱制备及其穿透孔调控

以四甲氧基硅烷为原料、冰乙酸为催化剂、聚乙二醇(PEG)为致孔剂,采用溶胶-凝胶结合相分离技术制备硅胶整体柱。详细探讨了水浴陈化温度、溶胶pH值及PEG用量对材料内部结构和形貌的影响。研究发现,水浴陈化温度及溶胶pH值主要影响凝胶化时间,当陈化温度过低及pH值过小时,凝胶时间过长,材料内部形成细颗粒堆积体;pH为3.0时,能够得到较好的双连续结构,但随pH值的增大凝胶时间迅速缩短,材料穿透孔(大孔)孔径又逐渐减小;PEG用量主要影响相分离速度,PEG用量低于0.25 g时,无法有效诱导相分离产生,随着PEG用量的增加,硅胶整体柱穿透孔孔径呈现先增大后减小的趋势。