文 献 综 述
- 引言
微纳米含能材料作为特种粉体，是保证武器弹药系统“远程打击，高效毁伤”的核心动力源，含能材料的微纳米化对其降感和增效都具有显著的促进意义，是当前含能材料领域的一项研究热点[1, 2]。然而，粉体由于其大的比表面积可以和空气中的氧气进行充分接触，极易发生爆炸危险，除常见的明火、电气打火、发热部件等之外，还存在一个不可避免的静电放电引爆危险源[3]。但微纳米含能材料本身具有易燃易爆特性，而且是高绝缘物质，在其输送、倾倒、混药、干燥、装卸等工艺过程中都可能与工具、容器、设备、包装材料等介质接触摩擦，而积聚大量的静电电荷，当静电积累到一定程度，极易诱发静电放电[4]，一旦因静电放电引发爆炸，后果不堪设想，存在极大的安全隐患[5]。因此，亟需开展微纳米含能材料的静电特性及防护研究等工作。
2. 含能材料的静电消除方法
针对粉体含能材料的静电安全问题，相关研究人员一直在探索新型的静电钝感材料替代[6, 7]，但是新含能材料从研发到应用需要很长的时间，因而目前的重点仍是对现有含能材料的降低静电感度的研究[8, 9]。通过在含能材料中混入或表面包覆高导电性材料，防止静电荷的积累，可以有效解决含能材料的静电问题[10]、提高安全性。常见的导电性材料有表面活性剂、导电聚合物、碳材料等。
2.1. 表面活性剂改性
表面活性剂用于材料的抗静电处理，疏水端固定于含能材料表面，亲水性基团在空气侧取向排列，吸附空气中的水分子形成均匀分布的导电溶液，或自身离子化后传导电荷，防止静电积累，从而发挥抗静电效能[11]。
Zhou等[12]分别使用阳离子型十二烷基二甲基羟乙基季铵盐（SN）、阴离子型脂肪醇醚磷酸钾盐（MOA-3PK）、两性离子型月桂基二甲胺甜菜碱（BS-12）和非离子型烷基胺聚氧乙烯醚（B2）对斯蒂芬酸铅（LS）和叠氮化铅（LA）进行改性处理，结果表明BS-12降低静电积累量的效果最佳，且对于LS而言，LA的静电积累量下降更为显著；陈文兴等[13, 14]通过喷涂的方法将表面活性剂用于混合制剂中进行研究，选用十八烷基二甲基羟乙基季胺硝酸盐对烟火药中的硫磺、铝银粉、高氯酸钾等多种原料分别进行包覆处理，结果发现在烟火药配方中加入0.4%的抗静电剂，静电火花发火能量提高提高3-5倍；且摩擦感度、撞击感度和热安定性未受不良影响。蒋仁波[15]采用相同的方法进行烟火药改性，证明十八烷基二甲基羟乙基季胺硝酸盐采用0.4%含量对高氯酸钾和硫磺粉进行处理，烟火药的静电火花感度E50从 0.0485 J提升至0.2341 J。
表面活性剂类抗静电剂具有用量少、操纵简单、易于规模生产等优点，但是不同类型的含能材料对表面活性剂的选择性不同，仍需大量的试验工作。
2.2. 聚合物改性
聚合物材料具有成本低、合成简单、稳定性好等优点，很早就被引入含能材料降低机械感度相关研究。将导电聚合物用于含能材料降低静电火花感度，既可以形成有效包覆和导电网络，消除静电[16]，同时可以起到物理隔离作用，降低外界静电对其刺激[17]。
王晗等[18]发现将ES型导电聚苯胺、导电性丙烯酰胺和丙烯酸酯季铵盐的共聚物和多种掺杂导电聚苯胺加入AP/AL/CMDB推进剂的配方中，可以提高比热容，导致静电火花感度E50提升56 mJ。随后李茂果等[19]针对推进剂组分中的HMX进行研究，通过气相沉积技术在HMX表面包覆石蜡和对苯二甲酸膜，实现同时降低HMX的静电火花感度和机械感度。针对推进剂配方中金属粉静电火花感度高的问题，姜菡雨等[20, 21]使用溶剂-非溶剂法制备Zr@NC和Zr/GAP复合粒子，Zr粉的50%发火能量从5.13 mJ提高至25.2 mJ（Zr@NC）和24.91 mJ（Zr/GAP），显著降低静电火花感度。
