AP的結(jié)構(gòu)納米化及其疏水性能改性

吳 軍，李兆乾，趙鳳起，裴重華

(1.西南科技大學(xué)四川省非金屬復(fù)合與功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室-省部共建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，四川 綿陽 621010；2.西安近代化學(xué)研究所, 陜西 西安 710065)

AP的結(jié)構(gòu)納米化及其疏水性能改性

吳 軍1，李兆乾1，趙鳳起2，裴重華1

(1.西南科技大學(xué)四川省非金屬復(fù)合與功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室-省部共建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，四川 綿陽 621010；2.西安近代化學(xué)研究所, 陜西 西安 710065)

以高氯酸銨(AP)和碳化細(xì)菌纖維素(CBC)為原料，并以聚甲基氫基硅氧烷(PMHS)、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷(FAS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)為表面改性劑，采用溶液分散-冷凍干燥法制備疏水AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料。通過場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡、紅外光譜儀、X射線衍射儀、恒溫恒濕箱、激光粒度分析儀、接觸角測(cè)試儀等分別表征了AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料的微觀形貌、分子結(jié)構(gòu)、吸濕性能。結(jié)果表明，與純AP相比，AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料的形貌變化較大，AP 均勻分布在三維網(wǎng)絡(luò)孔洞中，并且改性后的AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料表面被改性劑均勻包覆，這有助于疏水表面的形成。經(jīng)過PMHS、FAS、MTES改性后的AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料的接觸角分別為(109±2)°、(56±2)°、(55±2)°，與純AP相比有很大的提高。經(jīng)過改性處理的AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料吸濕性均小于純AP，且經(jīng)過PMHS改性的AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料的吸濕性最低，僅為0.31%。

高氯酸銨；AP；吸濕性；碳化細(xì)菌纖維素；CBC；改性劑

引 言

高氯酸銨(AP)因有效含氧量較高而廣泛應(yīng)用于固體推進(jìn)劑、煙火藥、爆破炸藥等含能材料的氧化劑[1]。以AP為氧化劑的固體推進(jìn)劑中，AP質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在60%～90%[2]。但由于AP在生產(chǎn)、貯存和使用過程中極易吸濕，吸濕后水分子對(duì)AP 燃燒過程中能量的釋放有一定的抑制作用[3-4]。并且AP吸濕后容易團(tuán)聚成塊，使用過程中需要對(duì)AP進(jìn)行破碎處理，這對(duì)氧化劑來說存在一定的安全隱患。因此對(duì)AP進(jìn)行防吸濕處理以提高AP的能量性能和安全性能有重大意義。目前，AP防吸濕的方法主要是對(duì)其進(jìn)行表面改性，而表面改性主要是通過添加表面改性劑來包覆AP以降低其吸濕率[5-15]。沙恒等[5]采用抗靜電劑、防潮劑等對(duì)AP進(jìn)行表面改性，降低了AP 的吸濕性和結(jié)塊性。王保國等[6]在AP 表面沉積氟橡膠FPM-2602來包覆AP，降低了AP的吸濕性。鄧國棟等[7]采用NC和KH-550來包覆AP以降低AP的吸濕性和結(jié)塊性。吳昊等[14-15]為降低AP 的吸濕性，分別采用聚苯乙烯(PS)、氧化石墨烯(GO)和十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷(氟硅烷,FAS) 對(duì)其表面包覆，降低AP的吸濕性。這些方法基本上都是采用包覆AP以達(dá)到AP防吸濕的目的，存在一定的缺陷，如難以找到能夠有效防止AP吸濕的包覆劑，以及包覆層容易脫落等。而對(duì)于從內(nèi)部結(jié)構(gòu)上改善AP的吸濕性還鮮有報(bào)道。碳化細(xì)菌纖維素(CBC)因具有比表面積大和極高的空隙率，且具有良好的疏水性能等優(yōu)點(diǎn)廣泛用作納米結(jié)構(gòu)材料的載體。

本研究以CBC為骨架構(gòu)筑具有特殊結(jié)構(gòu)的AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料，再進(jìn)一步選擇改性劑對(duì)納米結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行疏水表面的改性，從而達(dá)到AP防吸濕的目的。

1 實(shí) 驗(yàn)

高氯酸銨(AP)，分析純，上海麥克林生化科技有限公司；聚甲基氫硅氧烷(PMHS)、甲基三乙氧基硅烷(MTES)，均為分析純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷(FAS)，分析純，哈爾濱雪佳氟硅化學(xué)有限公司；碳化細(xì)菌纖維素(CBC)、超純水，實(shí)驗(yàn)室自制。

Ultra 55型場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡，德國蔡司儀器公司；X`Pert PRO 型X射線衍射儀，荷蘭帕納科公司；Spectrum One 型傅里葉紅外光譜儀，美國PE公司；HWS-150 型恒溫恒濕培養(yǎng)箱，北京中興偉業(yè)儀器有限公司,設(shè)定條件: 常壓，相對(duì)濕度85%，溫度 20℃；M-2000激光粒度分析儀，英國馬爾文儀器公司；DSA30-型接觸角測(cè)試儀，德國克呂士公司。

1.2 碳化細(xì)菌纖維素(CBC)的制備

將細(xì)菌纖維素(BC)浸泡，清洗干凈，切塊干燥，在Ar保護(hù)、800～1400℃條件下進(jìn)行程序升溫高溫煅燒，制得碳化細(xì)菌纖維素(CBC)，然后再用2mol/L的鹽酸浸泡CBC，除去樣品中的雜質(zhì)，接著用蒸餾水清洗樣品到pH值為7.0時(shí)即得到純凈的CBC。

1.3 AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料的制備

用燒杯稱取0.05g CBC，將15mL 的H2O加入到燒杯中，超聲分散0.5h后；再加入3.33g的AP,超聲振蕩，直至AP完全溶解，加入與CBC質(zhì)量相等的改性劑，超聲分散4h,最后冷凍干燥得到AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料樣品。

語言遷移是指“一種語言對(duì)學(xué)習(xí)另一種語言產(chǎn)生的影響”，在二語習(xí)得中主要指母語對(duì)第二語言習(xí)得的影響[2]。母語和目的語之間具有相同或相似的語言特征對(duì)二語習(xí)得產(chǎn)生的積極作用叫作正遷移；反之，二者之間在語言和文化上的相異之處對(duì)二語習(xí)得產(chǎn)生的消極作用叫作負(fù)遷移。[3]該文主要研究語言負(fù)遷移對(duì)英文寫作的影響。

2 結(jié)果與討論

2.1 AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料的結(jié)構(gòu)及微觀形貌表征

2.1.1 X射線粉末衍射分析

對(duì)AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行X-射線衍射(XRD)分析，結(jié)果見圖1。

圖1 AP、CBC、AP/CBC以及采用PMHS、FAS、MTES改性的AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料的XRD圖譜Fig.1 XRD spectra of AP，CBC，AP/CBC and AP/CBC nanostructured materials modified by PMHS，F(xiàn)AS，MTES

由圖1可知,通過對(duì)比JCPDS標(biāo)準(zhǔn)卡片確定為AP的標(biāo)準(zhǔn)衍射峰。CBC的XRD圖譜呈現(xiàn)出一個(gè)寬而彌散的衍射峰,表明CBC是一種無定型結(jié)構(gòu)的碳纖維，在2θ為26°附近的峰對(duì)應(yīng)石墨的(0 0 2)晶面說明部分區(qū)域被石墨化[16]。與純AP相比，AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料及改性后的AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料具有相同的衍射角，只是強(qiáng)度有微小的減弱，說明經(jīng)過改性及冷凍干燥處理后的AP晶型沒有發(fā)生變化。

2.1.2 紅外光譜分析

圖2 AP、CBC、AP/CBC以及采用PMHS、FAS、MTES改性的AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料的紅外光譜圖Fig.2 FI-IR spectra of the AP，CBC，AP/CBC and AP/CBC nanostructured materials modified by PMHS，F(xiàn)AS，MTES

由于加入的改性劑量較少，因此改性劑的出峰較弱或沒有新峰出現(xiàn)。但是從紅外圖譜中可以發(fā)現(xiàn)，除了AP的紅外圖譜在3430cm-1附近有O-H的吸收峰出現(xiàn)，而其余的都沒有出現(xiàn)，說明了CBC及改性劑能夠有效防止AP吸濕。

2.1.3 AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料的形貌分析

采用掃描電子顯微鏡對(duì)AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料的微觀形貌進(jìn)行表征，結(jié)果如圖3所示。

圖3 AP、CBC、AP/CBC以及分別采用PMHS、FAS、MTES改性的AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料的SEM圖Fig.3 SEM images of AP，CBC，AP/CBC and AP/CBC nanostructured materials modified by PMHS，F(xiàn)AS，MTES respectively

從圖3 (a)和(b)可以看出，原料 AP顆粒的粒徑較大，顆粒棱角分明，表面粗糙，整體形貌不規(guī)則。CBC主要是以無數(shù)的納米碳纖維交織組成蓬松三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，纖維直徑在20～100nm之間，存在大量的孔洞且分布較為均勻，孔徑大小在幾百納米到幾微米之間。從圖3 (c)可以看出,納米結(jié)構(gòu)材料是以CBC為網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)，AP分散填充在骨架所形成的孔洞中，材料表面粗糙不平。從圖3 (d)、(e)、(f)可以看出,改性后納米結(jié)構(gòu)材料表面被包覆且表面變得光滑。由于改性劑分子中含有大量的疏水基團(tuán)，因此能夠有效阻止AP的吸潮并且AP/CBC這種特殊結(jié)構(gòu)能夠有效防止包覆層的脫落。

2.1.4 能譜分析

采用PMHS、FAS、MTES改性后AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料的EDS圖譜如圖4所示。由圖4可知,改性后的AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料中均含有 C、Cl、Si、O這4個(gè)元素,表明AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料中AP、CBC和改性劑是復(fù)合在一起的。其中Cl元素是AP的代表元素，Si元素是改性劑中的代表元素。由于CBC和改性劑分子及基底導(dǎo)電膠上中都含有C元素，所以C元素含量較高。

2.2 AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料的性能及其機(jī)理分析

2.2.1 AP/CBC 納米結(jié)構(gòu)材料的接觸角

為了研究改性后AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料的親疏水性能，通過接觸角測(cè)試儀對(duì)AP以及分別經(jīng)過PMHS、FAS、MTES改性后的AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料壓片進(jìn)行水的接觸角(WCA)測(cè)試表征，結(jié)果見圖5。由圖5 (a)可知，AP處理前與水的接觸角為0°，分析其原因是由于AP本身為親水性物質(zhì)易溶解于水，壓片成型后其表面能夠快速被水溶解滲透的緣故。由圖5 (b)、(c)、(d)可知，AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料分別經(jīng)PMHS、FAS、MTES改性壓片后的接觸角分別為(109±2)°、(56±2)°、(55±2)°。與AP相比接觸角有很大的提高，主要是由于AP均勻地填充在CBC孔洞中，CBC本身具有疏水性，再經(jīng)過PMHS、FAS、MTES的疏水改性，使其表面均勻覆蓋一層疏水基團(tuán)，使水滴不易在其表面潤(rùn)濕，因此接觸角較大。與其他改性劑相比，經(jīng)PMHS改性后復(fù)合物接觸角最大，這是由于PMHS水解后可以交聯(lián)形成一種薄膜覆蓋在納米結(jié)構(gòu)材料上。

圖4 改性后的AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料的EDS圖譜Fig.4 EDS spectra of AP/CBC nanostructured materials after modification

圖5 AP及分別采用PMHS、FAS、MTES改性的AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料的接觸角圖譜Fig.5 WCA spectra of the AP and AP/CBC nanostructured materials modified by PMHS，F(xiàn)AS，MTES respectively

2.2.2 AP/CBC 納米結(jié)構(gòu)材料的吸濕性

為研究改性后AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料的吸濕性能，對(duì)AP及改性后的AP/CBC 納米結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行吸濕性測(cè)試，結(jié)果如圖6 所示。測(cè)試條件為常壓，相對(duì)濕度85%，溫度20℃。

圖6 AP、AP/CBC以及分別采用PMHS、FAS、MTES改性的AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料的吸濕性隨時(shí)間的變化曲線Fig.6 The curves of change in moisture absorption with time for the AP，AP/CBC and AP/CBC nanostructured materials modified by PMHS，F(xiàn)AS，MTES respectively

由圖6可知，AP粒子和AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料吸濕率隨著時(shí)間的增加而增加，吸濕20d后，吸濕率分別為0.0189、0.0104，并且有明顯增加的趨勢(shì)，AP/CBC 納米結(jié)構(gòu)材料的吸濕率小于純AP，是因?yàn)锳P/CBC 納米結(jié)構(gòu)材料是由CBC作為網(wǎng)絡(luò)骨架形成的，而CBC本身具有疏水性能。經(jīng)PMHS、FAS、MTES分別改性后AP/CBC 納米結(jié)構(gòu)材料的吸濕率分別為0.0031(P)、0.0054(F)、0.0065(M)，均小于純AP，并且經(jīng)過PMHS改性后的AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料隨著時(shí)間的增加其吸濕率保持不變，說明經(jīng)過PMHS改性后，AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料的吸濕性非常小，一段時(shí)間后不再吸水。

2.2.3 粒度分析

為表征樣品在吸濕20d后的分散性，對(duì)AP及改性后的AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行粒度測(cè)試，結(jié)果見圖7。

圖7 AP及分別采用PMHS、FAS、MTES改性的AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料的粒度分布曲線Fig.7 Particle size distribution curves of the AP and AP/CBC nanostructured materials modified by PMHS，F(xiàn)AS，MTES respectively

從圖7可以看出，AP原料粒度分布較寬，說明其粒度分布不均一；改性后AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料的粒度分布較窄，峰形較為尖銳，表明其粒度分布較為均一。說明20 d吸濕測(cè)試沒有對(duì)改性樣品的粒度分布造成影響。

2.2.4 AP/CBC 納米結(jié)構(gòu)材料的防吸濕機(jī)理分析

AP作為一種無機(jī)水溶性鹽類，其吸潮團(tuán)聚機(jī)理可以參考無機(jī)鹽粒子的吸潮團(tuán)聚機(jī)理。無機(jī)鹽粒子的吸潮團(tuán)聚機(jī)理主要有晶體架橋和毛細(xì)管吸附機(jī)理兩種[3]。由于CBC本身具有很強(qiáng)的疏水性，且其具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過AP與CBC復(fù)合后形成了以CBC為網(wǎng)絡(luò)骨架的AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料，這種結(jié)構(gòu)可以有效阻止AP顆粒之間形成晶體架橋；再通過疏水的改性劑對(duì)AP/CBC表面進(jìn)行改性處理后，在其表面組裝了一層疏水基團(tuán)，水分子不能在其表面潤(rùn)濕，并且由于CBC上含有的活性基團(tuán)可與改性劑分子發(fā)生作用使改性劑與AP/CBC結(jié)合得更牢固，改性劑不易脫落。這兩個(gè)條件促使AP疏水表面的形成，所以AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料采用改性劑改性處理后其疏水性進(jìn)一步增強(qiáng)，防吸濕效果更好。

3 結(jié) 論

(1)通過溶液分散-冷凍干燥技術(shù)制備出疏水的AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料，其以CBC為骨架，AP均勻填充在CBC網(wǎng)絡(luò)孔洞中。經(jīng)過改性處理后AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料被改性劑包覆并且表面變得光滑。

(2)經(jīng)過PMHS改性后的AP/CBC納米結(jié)構(gòu)材料的接觸角為(109±2)°，吸濕率為0.31%，接觸角最大，吸濕性最小，改性效果最好；而經(jīng)過FAS、MTES改性的納米結(jié)構(gòu)材料的接觸角分別為(56±2)°、(55±2)°，吸濕率分別為0.54%、0.65%。

致 謝：本研究得到“新型結(jié)構(gòu)含能材料”四川省省屬高校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)以及四川省新型含能材料軍民融合協(xié)同創(chuàng)新中心的資助，在此表示衷心的感謝！

[1] 殷永霞，楊榮杰．硝酸銨氧化劑表面改性及其吸濕性研究[J].火炸藥學(xué)報(bào), 2001, 24(4): 24-27. YIN Yong-xia, YANG Rong-jie. Surface modification of AN particles through coating and its hygroscopicity [J]. Chinese Journal of Explosives & Propellants(Huozhayao Xuebao),2001, 24(4): 24-27.

[2] Kumari A, Mehil A L, Ainj S, et al.Nano-ammonium perchlorate: preparation,characterization, and evaluation in composite propellant formulation[J].Journal of Energetic Materials, 2013,31: 192-202.

[3] 王偉．固體推進(jìn)劑用氧化劑防吸濕，防結(jié)塊技術(shù)研究[D]．南京:南京理工大學(xué)，2008． WANG Wei．A research on solid propellant with oxidant moisture proof anti-caking technology[D]．Nanjing: N anjing University of Science and Technology，2008.

[4] 王玉峰，洪亮，李高春．固體推進(jìn)劑受潮對(duì)其力學(xué)性能的影響[J]． 海軍航空工程學(xué)院學(xué)報(bào)， 2008， 23(5):524-526． WANG Yu-feng, HONG Liang, LI Gao-chun. Experiment research on effect of wetting on the solid propellants＇mechanical properties[J].Journal of Naval A Eronautical and A Stronautical University，2008，23(5) :524-526．

[5] 沙恒，李鳳生．超細(xì)高氯酸銨表面改性及對(duì)高燃速推進(jìn)劑性能的影響[J]．含能材料，1995,3(2):26-30． SHA Heng，LI Feng-sheng.Surface modification of ultra-fine AP and its influence on the high burning rate propellant[J].Chinese Journal Energetic Materials，1995，3(2):26-30．

[6] 王保國，張景林，陳亞芳,等．含超細(xì)高氯酸銨核-殼型納米結(jié)構(gòu)材料的制備[J]．火炸藥學(xué)報(bào)，2006，29(3):54-56． WANG Bao-guo，ZHANG Jing-lin，CHEN Ya-fang,et al.Preparation of core-shell composite materials contai-ning ultra-fine AP[J]．Chinese Joumal of Explosives & Propellants(Huozhayao Xuebao),2006，29(3):54-56．

[7] 鄧國棟， 劉宏英． 超細(xì)高氯酸銨的防聚結(jié)技術(shù)[J]．火炸藥學(xué)報(bào)，2009，32(1):9-12． DENG Guo-dong,LIU Hong-ying.Anti-aggregation technology of the superfine powder of AP[J]．Chinese Journal of Explosives & Propellants(Huozhayao Xueboa)，2009，32(1):9-12．

[8] 裴浩．超細(xì)高氯酸銨表面包覆及其性能研究[D]．南京：南京理工大學(xué)，2013． PEI Hao.Surface coating of ultra-fine ammonium perchlorate and its performance study[D]．Nanjing: Nanjing University of Science and Technology，2013．

[9] 吳俊，耿興國，張瑤,等．超細(xì)高氯酸銨團(tuán)聚狀態(tài)表征的毛細(xì)滲透速度技術(shù)研究[J]．固體火箭技術(shù)，2010，33(6):703-707． WU Jun， GENG Xing-guo， ZHANG Yao， et al．Novel technique of capillary penetration on characterizing agglomerative state of ultrafine AP[J]．Journal of Solid Rocket Technology，2010，33(6):703-707．[10] 曾建紅， 李軍峰．高氯酸銨晶體結(jié)塊影響因素初探[J]．化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料，2009，7(5):54-56．ZENGJian-hong，LIJun-feng，YAOQi-chun．Explorationofantistaticanti-cakingagentsforammoniumperchlorate[J].ChemicalPropellants&PolymericMaterials， 2009，7(5):54-56．

[11] 歐修龍，耿興國，賈小鋒,等．超細(xì)AP團(tuán)聚表征研究[J]．固體火箭技術(shù)，2009，31(6):617-620．OUXiu-long,GENGXing-guo,JIAXiao-feng,etal.AgglomerationcharacterizationofultrafineAP[J]．JournalofSolidRocketTechnology，2009，31(6):617-620．

[12] 劉克健．防結(jié)塊超細(xì)高氯酸銨的制備及其應(yīng)用研究[D]．南京:南京理工大學(xué)，2009．LIUKe-jian.Preparationofultra-fineandanti-cakingammoniumperchlorateanditsapplicationresearch[D]．Nanjing:NanjingUniversityofScienceandTechnology， 2009．

[13] 王晗，樊學(xué)忠，周文靜．AP/Al/CMDB推進(jìn)劑表面和界面性能研究[J]．含能材料， 2010，18 (6):685-688．WANGHan，F(xiàn)ANXue-zhong，ZHOUWen-jing，etal．Surfaceandinterfacepropertiesofcompositemodifieddouble-basepropellantcontainingammoniaperchorateandaluminum[J]．ChineseJournalEnergeticMaterials，2010，18 (6):685-688．

[14] 吳昊，李兆乾，裴重華．高氯酸銨疏水表面的制備及表征[J]．含能材料，2014，22 (4):482-486．WUHao,LIZhao-qian,PEIChong-hua.Preparationandcharacterizationofhydrophobicsurfaceofammoniumperchlorate[J]．ChineseJournalEnergeticMaterials，2014，22(4):482-486．

[15] 吳昊，李兆乾，裴重華． 二元包覆的AP吸濕性及熱分解性能研究[J]．固體火箭技術(shù)，2014，37(5): 684-687．WUHao,LIZhao-qian,PEIChong-hua.BinarycoatingofAPandresearchofitshygroscopicityandthermaldecompositionbehavior[J]．JournalofSolidRocketTechnology，2014，37 (5):684-687．

[16] 徐娟．三維納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)碳化硼的制備與表征[D]．綿陽:西南科技大學(xué)， 2016．XUJuan.Preparationandcharacterizationoftheredimensionalnetworkstructurenanoboroncarbide[D]．Mianyang:SouthwestUniversityofScienceandTechnology，2016.

Nano Structuring and Hydrophobic Property Modification of AP

WU Jun1，LI Zhao-qian1，ZHAO Feng-qi2，PEI Chong-hua1

(1. State Key Laboratory Cultivation Base for Composites and Functional Materials, Southwest University of Science andTechnology, Mianyang Sichuan 621010, China；2.Xi′an Modern Chemistry Research Institute, Xi′an 710065, China)

Hydrophobic AP/CBC nanostructured materials were prepared by the solution dipersion-freeze drying method with ammonium perchlo-rate(AP) and carbonized bacterial cellulose(CBC) as raw materials, using polymethylhydrosiloxane (PMHS)，dodecafluoroheptylpropyltrimetho-xysilane (FAS) and methyltriethoxysilane (MTES) as modifying agents. The morphology, structure and moisture absorption properties of AP/CBC nanostructured materials were characterized by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), fourier transform infrared spectrometer (FT-IR),X-ray diffractometer (XRD), contact angle tester, constant temperature and humidity box, laser particle size analyzer, contact angle tester and so on. The results show that compared with pure AP, the morphology change of nano-structure materials is larger, and AP is uniformly distributed in the hole of the three-dimensional net-work. Moreover, the surface of the modified nanostructured material after being modified is uniformly coated with modifier, which helps to form a hydrophobic surface. The contact angels of the AP/CBC nanostructured materials modified by PMHS, FAS,MTES are (109±2)°, (56±2)°, (55±2)°, respectively, which are greatly improved compared with pure AP.The modified AP/CBC nanostructured materials have lower moisture absorption than the pure AP, especially the AP/CBC nanostructured materials modified by PMHS have the lowest moisture absorption of 0.31% .

ammonium perchlorate; AP; hygroscopicity; carbonized bacterial cellulose; CBC;modifying agent

10.14077/j.issn.1007-7812.2017.04.010

2017-01-06；

2017-05-26

新型結(jié)構(gòu)含能材料四川省省屬高校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)基金(15TD0014)

吳軍(1991-)，男，碩士研究生，從事高氯酸銨的防吸濕研究。E-mail:331861492@qq.com

裴重華(1968-)，男，教授，從事仿生結(jié)構(gòu)和納米復(fù)合材料研究。E-mail:peichonghua@swust.edu.cn

TJ55;O647

A

1007-7812(2017)04-0056-05