含能材料一般是指火藥、炸藥以及一些同時(shí)含氧和可燃 成分的物質(zhì)，有時(shí)也將某些氧化劑和可燃物的混合物或其組 分稱為含能材料。高新技術(shù)的發(fā)展及準(zhǔn)備打一場高技術(shù) 條件下的局部戰(zhàn)爭，作戰(zhàn)部隊(duì)相應(yīng)的對含能材料的能效提出 了更高的要求。將含能材料微膠囊化，一方面可以保持由于 其超細(xì)化而增加的表面活性、提高其安定性，另一方面還能 提高其分散性、鈍感性以及具有適應(yīng)特殊環(huán)境的特性等。利 用超臨界流體( Supercritical Fluids，SCF) 技術(shù)制備含能材料 微膠囊，具有產(chǎn)品純度高、顆粒形狀均一、粒度分布窄，以及操作工藝簡單、實(shí)驗(yàn)溫度較低和污染性小的優(yōu)點(diǎn)。但目前仍 處于起步階段。鑒于此，對近年來采用超臨界技術(shù)制備含能 材料微膠囊的進(jìn)展情況進(jìn)行概述，以期為其應(yīng)用提供一定的 參考價(jià)值。

1 微膠囊

微膠囊是指利用聚合物殼材料將某些物質(zhì)包裹成半透 性或密封的微型容器，其直徑一般為 1 ～ 1 000 μm。包裹用的皮膜稱為壁材，被包的物質(zhì)稱為芯材。而微膠囊化過 程是用壁材在芯材外層形成一層連續(xù)且薄薄的較理想的微 膠囊結(jié)構(gòu)的過程。對物質(zhì)微膠囊化能夠獲得以下效果，如: ① 優(yōu)化被包覆 物的物理性質(zhì); ② 增強(qiáng)被包覆物的穩(wěn)定性; ③ 提高被包覆物 的反應(yīng)活性、壓敏性、熱敏性和光敏性，延長揮發(fā)性物質(zhì)的貯 存時(shí)間; ④ 實(shí)現(xiàn)物質(zhì)具有綠色設(shè)計(jì)性能的工藝過程; ⑤ 使物 質(zhì)具有某種特殊功能; ⑥ 屏蔽氣味; ⑦ 降低物質(zhì)毒性; ⑧ 將 不相容的化合物隔離等。人們特別希望微膠囊化后的含能材料具有下述特征: ① 不敏感性; ② 與一般粘結(jié)系統(tǒng)的良好相容性; ③ 能抵抗 外界環(huán)境的影響，如抵抗?jié)穸群洼椛渥饔谩?br />
2 超臨界流體技術(shù)

超臨界流體是指溫度處于其臨界溫度以上、且壓力處于 臨界壓力以上的流體。一些常用物質(zhì)的臨界溫度和臨界壓 力如表 1 所示。

由表 1 可以看出: 二氧化碳和氮?dú)獾呐R界溫度和臨界壓 力均較低，且無毒、不可燃、廉價(jià)易得。它們能出色地替代許 多有害、有毒、易揮發(fā)的有機(jī)溶劑，而且從環(huán)境之中來，使用 后又到環(huán)境中去，無任何副產(chǎn)物和污染。其中，二氧化碳是 超臨界流體研究中應(yīng)用最多的體系，而氮?dú)庖矊泻芎玫?發(fā)展前景。利用超臨界流體這些特殊的物理性能，可對物質(zhì)進(jìn)行加 工而不會引起溶劑污染; 而超臨界流體的工藝條件通常是溫 和的，從而為加工敏感的含能材料提供了便利; 此外，通過控 制調(diào)整工藝條件，也可相對簡單地控制含能材料的粒度及粒 度分布，等等。而以上是傳統(tǒng)制備微膠囊的方法所無法企 及的。

3 超臨界流體技術(shù)制備含能材料微膠囊

在制備含能材料微膠囊方面，超臨界流體技術(shù)主要包括 超臨界快速膨脹技術(shù)( Ｒapid Expansion of Supercritical fluid Solution，ＲESS) 、超 臨 界 抗 溶 劑 技 術(shù) ( Supercritical Anti-Solvent，SAS) 和氣體飽和溶液微粒形成技術(shù)( Particles from GasSaturated Solutions，PGSS) 等。Krukonis第一次提出了 ＲESS 方法。ＲESS 法的原理為: 利用超臨界流體對溫度、壓力變 化敏感，從而顯著改變其溶解能力的特性，將溶質(zhì)溶解于處 于某一溫度和壓力的超臨界流體中，然后在極短的時(shí)間( 約 10 － 8 ～ 10 － 5 s) 內(nèi)通過一個(gè)特定的噴嘴減壓膨脹，使得溶液瞬 間達(dá)到高度過飽和而使溶質(zhì)形成大量的晶核析出，并在較短 的時(shí)間內(nèi)完成其生長，最后形成粒度分布均勻的超細(xì)微粒 ( 亞微米以至納米級) ，同時(shí)在其他微粒表面形成包覆。張樹海等以硬脂酸為包覆劑，二甲基亞砜( DMSO) 為 共溶劑對硝銨炸藥進(jìn)行了包覆( 即制備了硝銨炸藥微膠囊) 。 結(jié)果發(fā)現(xiàn): 與其原料相比，包覆物的撞擊感度降低幅度較大; 通過顯微鏡發(fā)現(xiàn)，當(dāng)包覆劑的含量超過 1． 0% 時(shí)，被包覆物表 面大都能被硬脂酸所覆蓋; 經(jīng) SEM 圖可以看到，ＲDX 顆粒表 面有較均勻的硬脂。

4 結(jié)論

目前，SC-CO2 制備含能微膠囊技術(shù)存在的主要問題為: ① 該技術(shù)屬于多學(xué)科交叉的新領(lǐng)域，這既需要掌握固體物 質(zhì)的、形態(tài)學(xué)、材料學(xué)、有關(guān)的分析測試技術(shù)，又要有有關(guān)超 臨界流體的熱力學(xué)性質(zhì)，流體力學(xué)、結(jié)晶學(xué)的基礎(chǔ)知識等。 其理論的研究尚處于起始階段，有待進(jìn)一步研究和完善; ② 由于含能材料超細(xì)化的特殊性能和功用，也將使此項(xiàng)技術(shù)發(fā) 揮更大的作用; ③ SC-CO2技術(shù)涉及高壓設(shè)備，其對操作人員 的要求較高，因此產(chǎn)生的成本也較高