超细NC/GAPE/CL-20含能复合纤维的制备及性能研究

翟 威，王 毅，王亚娜，宋小兰

(1.中北大学 材料科学与工程学院，山西 太原 030051;2.中北大学 环境与安全工程学院，山西 太原 030051)

引 言

六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)是新型高能材料，其能量明显高于传统炸药(比HMX高出14%)[1]。CL-20具有α、β、γ和ε 4种相态，其中ε相密度最高(2.044g/cm3)、能量最大[2]。然而，CL-20感度过高限制了其应用，国内外进行了许多针对CL-20的降感研究。叶宝云[3]采用水悬浮法使NC和GAP成功包覆在CL-20表面，得到平均粒径为300μm的类球形颗粒；包覆处理后，CL-20的感度大幅度降低。Guo[4]采用机械研磨法制备了类球形的CL-20纳米颗粒，其感度明显低于原料CL-20。

近年来，超细复合含能材料表现出了低感度和高燃速的特性，其制备和性能研究受到了广泛的关注。其中，利用高压电场使带电液滴的结晶固化形成微纳米纤维的原理，静电纺丝技术可以实现复合含能材料的细化。这些直径非常细的纤维通常是复合了多种含能材料，从而使其具有一些原料不具备的新特性。例如，为了满足狭窄空间稳定点火的需要, 李雅茹等[5]利用静电纺丝法将CL-20复合到大孔PAN纤维膜中，使纤维膜的燃烧性能得到增强；Li等[6]通过静电纺丝技术制备出了具有优异机械性能和燃烧性能的Al/Fe2O3/NC复合纤维；徐红梅等[7]通过静电纺丝工艺得到了RDX/NC纳米复合纤维。由于该纤维具有较大的比表面积，因此燃烧过程的传热传质速率极高，表现出了高燃速的特性。总结现有文献报道发现，在关于含能材料的静电纺丝工艺中，多采用NC作为黏结剂。然而，已有的研究结果表明，在静电纺丝过程中，单一使用NC作为前驱体会导致纺丝体黏度过高，实验参数产生很大的误差，无法确定最优工艺；……