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含能添加剂能够显著提高乳化炸药的爆炸威力,受到国内外研究人员的广泛关注。但超细的含能添加剂与乳化炸药不相容,在提高乳化炸药的爆炸威力的同时也会导致安全性和稳定性降低,在一定程度上限制了高能乳化炸药的推广和使用。为了解决含能添加剂和乳化炸药的相容性问题,提高高能乳化炸药的安全性和储存稳定性,课题组设计和制备了一种具有双重功能的新型含能中空微囊。采用微胶囊封装技术,以氢化钛（TiH2）和膨胀剂为封装对象,聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）为壳,通过热膨胀形成了具备中空结构的乳化炸药用含能微囊。首先以TiH2为核,偶氮二甲酰胺（AC）为膨胀剂,甲基丙烯酸甲酯（MMA）为单体,采用改进的悬浮聚合法合成交联PMMA包封AC/TiH2的含能中空微囊。激光粒度分析结果表明,制得的含能中空微囊较原材料TiH2的粒径明显增大,但粒度分布窄,平均粒径为116 μm;光学显微镜（OM）和扫描电镜（SEM）形貌表征结果表明,微囊具有良好的球形形貌和核壳结构,且单个微囊内含有多个TiH2颗粒;热膨胀实验结果表明,含能中空微囊膨胀前后的粒径变化不大,说明使用固体AC作为微囊的膨胀剂膨胀效果不佳,仍需要改进。为了提高含能中空微囊的膨胀率,简化微囊的封装过程,利用一步悬浮聚合法直接将液体膨胀剂和TiH2封装在聚合物中来制备含能中空微囊。为了制备适用于乳化炸药敏化剂的含能中空微囊,借助激光粒度分析仪、SEM、OM和热重分析仪（TGA）等测试设备研究了微囊制备工艺（分散时间、分散速度、分散剂类别、膨胀剂的种类和组成、核含量等）对微囊的粒径、表面形貌、初始膨胀温度和热稳定性的影响。实验结果表明,分散时间和分散速度的增加都会显著降低含能微囊的粒度大小,使微囊的粒径分布更加集中。使用聚乙烯醇做分散剂不能有效的形成含能微囊,使用无机分散剂纳米氢氧化镁（Mg（OH）2）制备的含能微囊具有良好的球形貌。通过优化MMA/TiH2的核壳质量比,可以控制所制备的微囊的表面形貌,并且将不同类别的膨胀剂组合在一起,可制备出不同初始膨胀温度的含能微囊,其膨胀率与微囊中膨胀剂的含量呈正相关。同时,TiH2能显著改善含能微囊的热稳定性,微囊中TiH2的含越高,微囊的稳定性越好。利用猛度和爆速实验研究了含能中空微囊敏化乳化炸药的爆轰性能。与玻璃微球敏化的乳化炸药相比,含能中空微囊敏化的乳化炸药的猛度提高了 45%,这是由于TiH2作为含能添加剂提高了炸药的爆热和爆轰反应度;与玻璃微球-TiH2共同敏化的乳化炸药相比,含能中空微囊敏化的乳化炸药的猛度和爆速提高了 3%,这是由于含能微囊内中空结构可充当“热点”,TiH2封装在聚合微囊内,节约其单独加入乳化基质中所占的体积,使乳化炸药的装药密度更大,爆炸威力更强。随后采用TG-DSC联用的热重分析仪对添加6%的含能中空微囊的乳化炸药进行分析,通过测量不同升温速率下的TG和DSC曲线获得了活化能等热动力学参数。实验结果表明:在相同转化率下,含能中空微囊敏化乳化炸药的活化能明显高于玻璃微球-TiH2敏化乳化炸药,说明含能中空微囊敏化乳化炸药的热稳定性明显优于玻璃微球-TiH2敏化乳化炸药。由此可见,含能中空微囊的聚合物包覆膜可显著提高乳化炸药的热稳定性。图[36]表[10]参[95]