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橡塑技术与装备（橡胶） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (RUBBER)

制备树脂基 RF/RDX 含能材料的

溶剂选择研究

张小红
( 陕西金泰氯碱化工有限公司，陕西 榆林 718100)

摘要 ： 间苯二酚 - 甲醛气凝胶（RF) 是一种重要的树脂材料，以 RF 作为骨架的纳米复合含能材料 RF/RDX 兼具有含能材料、
纳米材料及复合材料的三重特性。本文从表界面化学基础理论出发，对纳米 RF/RDX 制备过程中涉及的炸药溶剂进行研究，达到
选择最佳溶剂的目的。通过测定溶剂的黏度值及其与基体材料的接触角，并采用毛细渗透法计算了材料的表面能，考虑了溶剂本
身在材料上的流动性、溶剂与材料的界面接触程度两方面的影响因素，给出了实验数据，经过对比得出结论，选择了三氯乙烯、 N， N-
二甲基甲酰胺、乙腈作为 RDX 的备选溶剂。最后以 N， N- 二甲基甲酰胺为溶剂，采用溶胶 - 凝胶法制备出了纳米 RF/RDX 材料，
电镜扫描结果表明使用超临界干燥 RF 凝胶网格尺寸在 20~100 nm 之间，在制备出的 RF/RDX 复合物中 RDX 填充较满，粒度在
36~38 nm 之间，分布较为均匀，验证了该溶剂可用于纳米 RF/RDX 的制备。
关键词 ： 含能材料 ；界面化学 ；材料表面能 ；溶胶 - 凝胶法 ；界面接触 ；凝胶网格
中图分类号 ： TQ332 文章编号 ： 1009-797X(2019)11-0022-08
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2019.11.006

由于纳米微米级粒子在制备、储存以及使用过程 实验中 RDX 炸药能否更好的分散在纳米孔径中，达
中，其较大的比表面积、较高的表面能和较大的表面 到充分均匀分散纳米尺寸 RDX 的目的 [6~8] 。因此本课
活性很容易使粒子发生团聚或与其他物质发生吸附现 题研究利用制备的 RF 凝胶骨架，用不同溶剂配制的
象，影响其潜能的发挥。而纳米复合含能材料则可以 RDX 溶液与它的表面接触和润湿情况，通过对比选择
有效地解决这一问题，提高了纳米粒子的分散性，能 一种最优溶剂，使 RDX 颗粒更好的进入孔中而被包覆，
使其发挥出自身的优异特性，并且可以在纳米复合含 对于制备性能优异的 RF/RDX 纳米复合含能材料有重
能材料中添加金属粉催化剂等获得高能量密度和高速 要的实践意义。
率能量释放速率的含能材料，提高实际使用效果，使
含能材料的技术发展进入一个崭新的阶段。新型的纳 1 实验部分
米复合炸药如纳米 RDX/SiO 2 、RDX/HMX、RDX/ 1.1 实验原料
RF、RDX/Al 等应运而生 [1~5] 。 实验所用原料列于表 1。
溶胶 - 凝胶法是目前合成纳米材料及纳米复合材 1.2 主要实验仪器设备
料的重要方法，此方法在实际操作中不需要特殊的温 表 2 所示为实验所用仪器设备。
度、湿度环境和特别复杂的仪器设备，操作简单方便， 1.3 实验过程
产物的得率和纯度都很高。使用溶胶凝胶法将含能材 1.3.1 RF 有机气凝胶制备
料填充到凝胶纳米网络骨架中，既可解决纳米粒子的 室温下将间苯二酚，甲醛溶液，无水碳酸钠按摩
团聚问题，又可实现粒子与骨架间的纳米级复合 [6~8] 。 尔比 1:2:0.02 混合，在超声振荡搅拌下使之充分溶
本研究中采用溶胶凝胶技术，将黑索金（RDX) 解。间苯二酚（C 6 H 6 O 2 ) 摩尔质量 110.11 g/mol ；甲
导入间苯二酚 - 甲醛（RF) 凝胶骨架中，制备出 RF/ 醛溶液质量分数以 37% 计算，甲醛（CH 2 O) 摩尔质量
RDX 纳米复合含能材料。在合成 RF/RDX 纳米复合 30.03 g/mol ；无水碳酸钠（Na 2 CO 3 ) 摩尔质量 105.99 g/
物时，由于制备的 RF 凝胶骨架的孔径达到了纳米级
别，具有很高的表面活性，使用不同的溶剂制成的
作者简介 ：张小红（1980-)，女，现从事化学分析及检验
RDX 溶液样品浸泡凝胶骨架时，纳米级的凝胶孔径与 工作。
RDX 溶液之间界面的接触铺展情况如何，将影响后续 收稿日期 ：2019-01-07

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