Al/Ca(IO)/PVDF基高能杀菌“三明治”结构薄膜的构建及其燃烧性能机理

作     者：陈苏杭 唐魁 谢晓 唐振华 柯香 秦钊 徐抗震 赵凤起 

作者机构：西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室 西北大学化工学院/西安市特种能源材料重点实验室 安徽科技学院化学与材料工程学院 

出 版 物：《火炸药学报》 (Chinese Journal of Explosives & Propellants)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

主　　题：杀菌多层薄膜 静电喷雾沉积 燃烧性能调控 Al/Ca(IO ) /PVDF反应机理 

摘      要：为了提高杀菌高能薄膜的燃烧性能和碘含量，使用Al/Ca(IO3)2/30% PVDF膜（30PVDF）封装39% Al/Ca(IO3)/（5%或10%） PVDF铝热剂（5PVDF或10PVDF）得到“三明治结构的3、5、7和9层薄膜，并通过燃速、火焰温度测试和DSC-TG热分析研究了铝热剂层活性及其分布结构（层数和厚度）对“三明治结构薄膜燃烧性能和释能效应的影响规律，同时探究了薄膜各组分间的反应温度和反应机理。结果表明，封装39% 5PVDF铝热剂“三明治结构薄膜比封装10PVDF的燃速高18%～35%，表现出更好燃烧性能，其中5层薄膜具有最大燃速，二者分别为10.2 cm·s-1和8.6 cm·s-1，综合了30PVDF膜层的厚度、低燃速和膜-铝热剂层在界面的传质传热效率的影响；并且多层薄膜的平均火焰温度随着铝热剂厚度的减小而增加。DSC-TG结果表明，Al/Ca(IO3)2/PVDF基多层薄膜主要在330～410 ℃发生Al-Ca(IO3)2-PVDF释碘放热反应，Ca(IO3)2/PVDF（质量为1.55: 1）在320～350 ℃的剧烈放热反应和燃烧产物中的AlF3、CaF2、CaO等进一步证实了该反应的发生。研究初步揭示了封装铝热剂的Al/Ca(IO3)2/PVDF基“三明治结构薄膜的燃烧规律和机理，为杀菌高能材料提供了新技术方案。