静电喷雾法制备n-Al@PVDF复合粒子及其燃烧性能研究

孙文钊，李亚宁，李维康，韩志伟

(南京理工大学 化学与化工学院，江苏 南京 210094)

引 言

铝粉作为高能金属燃料，被广泛用于混合炸药、推进剂、烟火剂等技术领域[1]。相较于微米铝粉，纳米铝粉具有更大的比表面积、更高的活性，因此其燃烧性能具有更加显著的优势[2]。但纳米铝粉与微米铝粉相比，表面氧化程度更高，氧化铝含量更多，单位质量铝粉中的活性物质含量低于微米铝粉，同时由于其粒径小，在燃烧过程中更容易发生团聚烧结现象，最终使得其能量释放效率变低，燃烧热未能得到完全释放限制了纳米铝粉作为高能金属燃料的实际应用。

研究发现[3]，对纳米铝粉进行表面改性，可以延缓纳米铝粉表面氧化，提高纳米铝粉分散性，从而提升纳米铝粉的燃烧性能。文献表明[4]，使用高密度碳氢燃料对纳米铝粉进行分散，可以显著提高纳米铝粉的分散稳定性；用聚多巴胺调控纳米铝粉与聚四氟乙烯之间的反应活性可以有效提升其燃烧性能[5]。

随着含氟聚合物的发展，具有优异耐热性、耐化学腐蚀性和耐氧化特性的含氟材料逐渐被应用于纳米铝粉的包覆改性[6]。含氟材料包覆的n-Al粉具有良好的热效应，但传统的物理混合法、溶胶-凝胶法制备的复合粒子包覆效果难以控制，包覆的纳米铝粉形貌不规整，难以使n-Al粉的释能效率最大化。静电喷雾技术是利用高压静电场将液体分散成微球，与其他制备技术相比，其优点是制备的微球粒径分布较窄[7]。……