超细NC/GAPE/CL-20含能复合纤维的制备及性能研究

摘要

采用静电纺丝法制备了 NC/GAPE/CL-20含能复合纤维,并用SEM、EDS、XRD、IR、XPS和BET分析对复合纤维的形貌和结构进行了表征;采用DSC对复合纤维进行了热分析,并用TG-MS测试了复合纤维的热分解产物;测试了样品的机械感度并计算了其能量性能.结果表明,黏结体系NC/GAPE与炸药CL-20结合良好,复合纤维的平均直径为620nm,比表面积为5.2648m2/g;纤维的表面元素和分子结构与原料一致,没有新化学键生成;复合纤维中CL-20的晶型发生了改变,从ε-CL-20转变为 β-CL-20.DSC分析的结果表明,复合纤维的热分解活化能为216.03kJ/mol,比CL-20升高了 22.47kJ/mol;TG-MS测试结果表明,复合纤维的热失重过程较为集中,主要分解产物为N2、CO、NO和H2O,同时也有少量CO2、CH4、N2O、H2生成;感度测试结果表明,与原料CL-20相比,复合纤维具有更低的撞击感度和摩擦感度;在能量性能方面,复合纤维的爆速为9365m/s,与原料CL-20相近;复合纤维的爆热为6027kJ/kg,低于原料CL-20的6158kJ/kg;复合纤维的标准比冲和特征速度分别为2573.7N·s/kg和1631.5m/s,略低于原料CL-20的2673.8N·s/kg和1638.6m/s.表明此含能复合纤维具有较高的能量性能和较低的机械感度.