【摘要】 TG-DSC结果表明Al/MoO 3 /PVDF纳米复合材料释放出超过934.0 J g -1的能量，并有两个明显的放热峰。

为了研究聚偏二氟乙烯(PVDF)的添加对纳米铝热剂的影响，采用电喷雾法制备了Al/MoO 3 /PVDF含能纳米复合材料[1]。作为对照组，还设计了Al/MoO 3 。

 

然后，对两个样品进行了TG-DSC测试。TG-DSC结果表明Al/MoO 3 /PVDF纳米复合材料释放出超过934.0 J g -1的能量，并有两个明显的放热峰。与对照组800.7 J g -1热量相比，其热性能有一定改变。有Mo 2C 是反应后残留产物中的 XRD 数据。通过 DSC 采用 Kissinger 法分析不同升温速率下的活化能 (Ea)。PVDF的添加降低了铝热剂的Ea。

 

为了探索燃烧性能，设计了初步实验。Al/MoO 3 /PVDF含能纳米复合材料更容易点燃，燃烧更持久，这对于固体推进和需要延长燃烧时间的应用具有重要意义。

 

显示了纯PVDF的TG-DSC结果。共有三个山峰。一个小的吸热峰（峰 A）对应于 PVDF 在 170 °C 时的熔化[ 31 ]。峰B和peck C，分别在480℃和690℃出现两个大的放热峰，并伴随着快速的质量损失，代表PVDF发生分解反应，释放出大量的热量1161.12 J g -1。分解反应后，PVDF的质量不再下降，剩下30.46%。

 

Al/MoO 3纳米铝热剂的TG-DSC在400 °C之前，由于物理吸附和结构H 2 O和乙醇，样品的质量略微下降了3%，并伴随着一个小的吸热峰。随着温度升高，Al/MoO 3铝热剂的主要放热峰开始于553℃。两个放热峰和经历相同的铝热反应过程，但产生一个代表Al在660℃熔化的吸热峰。放热峰表示固-固相反应，而放热峰表示熔融Al与固体MoO 3之间的液-固相反应，这可能是由MoO的大块部分引起的熔化的铝。该过程的起始温度为519℃，终点温度为824℃，放热量为800.72Jg -1。

 

可以看出，对应PVDF的分解。在放热区中，Al和MoO 3之间发生初级铝热反应，放热热量约为771.3J g -1。同时，TG曲线没有明显的质量变化，说明Al和MoO 3反应完全，没有残留的MoO 3。另外，当Al熔化时，Al与MoO 3的接触更加紧密，反应更加完全。由于PVDF的添加，该阶段的峰值放热温度为680℃。

 

更重要的是，Al/MoO 3的总放热量/PVDF纳米复合材料的含能值为934.0 J g -1 ，一定程度上改变了Al/MoO 3的放热量（800.7 J g -1 ）。

 

[1] Patzke G R, Michailovski A, Krumeich F, Nesper R and Baiker A 2004 One-step synthesis of submicrometer fibers of MoO3 Chemistry of Materials 16 1126–34.

 

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