延期药具有应用历史悠久、使用范围广泛、制备方便、成本低廉等优点,故而受到青睐。为改进其存在的延期精度不高、秒量漂移等问题,国内外研究人员提出了解决办法。提高延期药延期精度的措施可分为以下两类:一是设计最佳的配方;二是改进制备方法。
1、 延期药的配方设计
目前延期药已初步形成了硅系、锰系、硼系等系列,在此基础上,科研工作者通过添加新的材料、新的物质来进行更多的新型延期药配方的设计[6]。Hui Ren[7]等人将碳纳米管(CNTs)与Pb3O4/Si混合后制备出新型延期药,在CNTs内的微气孔的作用下,改善了延期药的延期精度。王春乐、龙云玲[4]在传统的铅丹/硅系无气体延期药中添加了一种新型纳米缓延剂,增强了延期药的秒量精度,提升了延期药的长储稳定性。袁有根、熊家学[8]制备的延期药是以B作为可燃剂,以硝酸钡为氧化剂,以三硫化二锑为添加剂混合而成,改善了针刺延期药的延期精度。赵文虎[9]以Si、CuO、PbO2为主要成分、以煤焦油沥青为粘合剂,制备了毫秒级Si/Cu0/Pb02延期药,提高了其延期精度和长储稳定性。何厚金、肖国珍[10]制备了以W、KClO4、Fe2O3、SM复合添加剂为主要成分的新型钨系延期药,也有效提高了其延期精度。
在上述系列的延期药中,硼系延期药以其生产工艺较为简单、混药周期短、延期时间稳定、延期精度高、抗静电、贮存性能好的优点在发达国家得到广泛的应用,近年来格外受到国内外研究人员的青睐[11]。它主要以硼粉为可燃剂,加入氧化剂、添加剂等构成[11,12]。常见的硼系延期药按照氧化剂的不同可分为B/Pb3O4、B/CuO、B/BaCrO4、B/KNO3、B/NiO、B/Fe2O3等种类[13,14]。汪芳[15]探究了不同的金属氧化物对延期药延期性能的影响,发现在所有的金属氧化物中,纳米CuO对延期药的热分解温度有最为明显的影响、使得其热分解温度明显降低。因此,B/CuO延期药综合了硼粉的高质量热值、高体积热值的优点和CuO可有效提升延期药延期性能、热性能的优点,是一种性能优良的延期药。
2、 延期药制备方法的改进
起初的球磨工艺耗费大量的人力、物力而且影响原料纯度,导致制备的延期药精度不高[15]。国内外研究人员在延期药的制备方法上做了大量的尝试,常用的纳米材料制备方法包括共沉淀法、降温析出法、垂直沉积法、溶胶-凝胶法、静电喷雾法等,这些方法为延期药制备方法的改进提供了借鉴[14]。
(1)共沉淀法
共沉淀法是指,多种溶质溶解于一种溶剂中,在沉淀剂的作用下,原先不互相反应的物质形成难溶物在重力的作用下沉淀下来得到均一的沉淀物、经过热处理便可制备延期药粉末的方法[15]。
任庆国等人利用共沉淀法制备出了硅系延期药,使得延期药的延期精度更高,较手工混合的延期药提高了70.8%[16]。
李尚杰、刘玉存等人[17]用共沉淀法制备了硼/铬酸钡延期药,并对该延期药颗粒表面形貌进行表征,同时对所制备的延期药燃烧性能进行测试可得,与传统的机械混合方法的延期药相比,这种方法制备的延期药精度得到了较大的提高。
王志朋、劳允亮等人[18]用共沉淀法制备了钨系延期药,发现较于传统手工混制的药剂,用该工艺制备的钨系延期药延期精度得到了改善。
共沉淀法的优点在于制备更安全,从本质上解决了硼系延期药较为敏感的问题,增强药剂性能[15]。但这种方法也存在着沉淀剂的加入可能会导致颗粒发生团聚的缺点,晶体也会存在样品厚度难以控制等问题。这些局限性一定程度上制约了共沉淀法在制备延期药时的使用。 延期药延期精度提高措施及研究现状:http://www.chuibin.com/yanjiu/lunwen_206066.html