1.文献综述
1.1研究背景
为了弥补单质炸药在原料、成本、加工等方面的不足，各国都在积极发展混合炸药。高聚物粘结炸药（Polymer Bonded Explosive，PBX）作为极为重要的一类炸药，因其安全性能好，机械强度大和易于加工成形等显著优点在许多领域中取得了广泛的应用，例如军事上在推进剂、水雷、鱼雷、导弹战斗部，工业上则在爆炸成型、石油射孔弹等方面有了应用。
PBX炸药中粘结剂组分多为不含能物质，导致炸药威力降低。为提高PBX炸药的能量密度，一般方法是提高炸药各组分的能量水平，在炸药中加入高热值的金属粉末是提高炸药作功能力的常用途径之一。德国于一战末期时率先将铝粉加入到炸药中，以增加爆炸威力[1]，开创了铝粉在含能材料中的应用，在炸药中添加金属粉末改善了炸药的性能，满足了当时的使用需求。尽管如此，随着对炸药能量密度要求的提高，研究人员发现不论如何减小铝粉的粒径[2]、提高活性铝含量[3]，甚至添加氧化剂[4]，铝粉在炸药爆炸过程中的燃烧效果却依旧不理想，爆炸实际放热量与理论计算值也相差甚远[5]。与此同时，铝粉的加入导致含铝炸药长贮性存在问题[6]。为了提高含铝炸药的能量利用率并改善其长贮性能，研究人员采用对铝粉进行包覆改性的方法改善其性能，取得了较好的使用效果[7~9]。其中通过氟聚物对铝粉进行包覆改性的研究取得了良好的进展，氟聚物因具有优异的耐腐蚀性、耐热性、低表面能以及很好的耐氧化特性而被广泛用于铝粉的表面改性。使用氟聚物包覆铝粉，不仅可以有效阻止铝粉的进一步氧化，而且氟聚物的能量特性有助于体系的能量释放。Yarrington等[10]将聚四氟乙烯（PTFE）加入铝粉中，改性铝粉获得了更高的燃烧速率；Kettwich等[11]将全氟聚醚（PFPE）与铝粉混合，发现包覆了PFPE的铝粉在放热量、放热速率上都高于未包覆的铝粉。
氟聚物在PBX炸药中的应用也较为广泛。首先，氟聚物在PBX炸药中也可作为粘结剂，尽管PBX炸药使用氟橡胶作为粘结剂包覆容易脱粘，但是炸药的热安定性和化学安定性能够有着显著性的提高。其次，氟原子在爆炸后可生成HF并放出大量的热，可以提高能量，所以这类聚合物在混合炸药中应用较多。含氟聚合物还被广泛的应用于核武器、宇航研究、深井射孔方面的炸药[12]。
在PBX炸药配方中加入氟聚物既能使得铝粉反应的更完全，从而增强爆炸威力，所以新型含氟铝热剂在PBX炸药中的应用性能研究显得十分重要。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 PBX炸药研究综述
PBX炸药充分利用了高能炸药的爆轰性能和高分子材料优异的力学性能，使药剂的综合指标远远优于传统的铸装炸药和蜡钝感炸药，具有较高的能量密度、机械强度，较低的感度，良好的加工成型性能和环境适应能力，适于各种装药工艺，且能量可在一定范围内适当调节[13]。
PBX炸药是一大类具有各种特殊性能的多组分复合材料，至今并无统一分类方法。一般根据物理状态和成型工艺分类，主要有造型粉压装炸药、塑性炸药和浇注高分子黏结炸药3大类。
