AP分级结构空心微球的构筑与热分解性能

摘要

为了促使高氯酸铵(AP)在更低的分解温度下获得更高的放热量,通过对其粒径、形貌和微结构调控,来改善AP的热分解性能;采用冰模板法结合冷冻干燥技术来构筑AP的分级结构空心微球(HM-AP),通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线粉末衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、比表面积和孔径分析仪、TGA-FTIR热红联用仪,对其形貌、微结构以及热分解性能进行表征。结果表明,HM-AP的表观形貌为三维纳米网格结构聚集而成的开口空心微球,微球直径约0.5~2μm,网格中AP的粒径约20nm;HM-AP包含大量的中孔(孔径2~6nm),比表面积为6.94m^(2)/g,孔体积为0.0237cm^(3)/g。由于纳米尺寸效应和分级结构效应,HM-AP在DSC曲线上仅有一个尖锐放热峰,分解峰温较原料AP的高温分解(HTD)峰温提前了123.2℃,放热量是原料AP的7.6倍,表观活化能从原料AP的185.89kJ/mol降低到170.67kJ/mol,说明HM-AP的热分解效率和速率较原料AP得到显著改善。