推进剂用硝化棉的孔结构控制(2)
1.2微气孔球形药简介
1.2.1微气孔球形药的定义
单从外观上是无法定义球形药的，因为以高分子材料为主体的球形含能复合材料，以晶体形态存在的单质含能材料以及各类氧化剂都属于球形药的定义范围，而以高分子材料为主体的含能复合球形药指的是直径小于10mm的药粒，并且以硝化棉为主体的球形药制备工艺已经很成熟。
而外形接近球形的一类带气孔的球形药称为微孔结构球形药，简称微孔球形药。关于微孔的尺寸暂时还没有统一的规定，一般指平均孔径小于10µm的孔隙，药粒的孔分为外部孔和内部孔。内部孔的结构非常的丰富，孔径大多在微米甚至更小的尺寸。微气孔的堆积密度允许在0.1-0.9g/cm3范围里调节。[3]
1.2.2 微气孔球形药的制备原理
多孔材料是指具有大量的一定尺寸孔隙结构和较高比表面积的材料。它是材料科学的一个重要分支，对我们的科学研究、工业生产具有重要意义。多孔材料的孔隙结构作为有用的结构存在，比表面积、孔径及孔径分布、孔隙率等是多孔材料性能的重要参数，这些特征可以通过制备工艺来控制。
高分子材料成孔的方法主要有1热致相分离法[4]，高温形成均相溶液，温度降低时固液分离，稀释剂脱除成孔。2压缩流体反溶剂沉淀法，该方法主要原理也是相分离。3单体聚合法，利用微乳液的热稳定性，分散在乳液中的单体聚合制备微孔材料。4超饱和气体法，利用惰性气体高压溶于聚合物，解压形成期气泡成孔。
含能高分子因为其热稳定性差的原因不能采用热致相分离的方法，同样的原因压缩流体反溶剂沉淀法也不适应。含能材料的亚稳定性决定硝化棉的成型温度必须在一定的范围内，从而保证工艺过程的安全。在高温条件下，微小的摩擦或者撞击都有可能引发事故，造成不必要的事故。在成型过程中引入惰性溶剂是一种可行的技术途径。而含能材料成型后必须将惰性溶剂从体系中分离出去，这会增加成型工艺的复杂性。化学发泡法因为其工艺大部分过程都在湿态下进行，所以适合含能高分子的成型。而作为乳化发泡主要的成孔材料的水容易驱除，而且对环境无害。因此乳化发泡成孔工艺可以工业化。
微气孔球形药的孔结构是根据微胶囊原理制备的。微胶囊技术[5-6]是一种用成膜材料把固体或液体材料包覆形成微小粒子的技术。 微小粒子的直径一般保持在微米级，这样的微小粒子也叫做微胶囊。包在微胶囊里面的物质叫做芯材，芯材可以是固体，液体，或者是气体。成膜材料形成的包覆膜称为壳材。
含能材料硝化棉微气孔球形药的制备过程是：先将硝化棉按一定的质量比溶解在适合的溶剂中形成均相溶液，将事先预配的乳化剂水溶液按一定的体积比在搅拌的条件下缓慢滴入溶液，水溶液在搅拌作用下高速分散从而形成大量的细小的微胶囊。此时加入一定量的保护胶，防止微胶囊团聚。搅拌一定时间后等分散剂均匀吸附在高分子表面后加入大量的分散介质，即蒸馏水。当水量达到一定量时，体系将由W/O型转变为W/O/W型。这时在体系的界面张力的与搅拌作用形成的剪切力作用下将被二次分散并形成界面张力最小的近球形。由于保护胶的存在而保持球形的外观结构不发生变化直到驱溶结束，因为在成型的过程中没有加入脱水剂，所以球形药的内部存在大量乳化作用吸附的水分，后期干燥的过程中，水分不断蒸发，水分原来占据的球形药的内部空间就形成了大量的微孔结构。
1.2.3 微气孔球形药的分类
a.外观类似于球形的微气孔球形药 这类球形药是最常见的药性，另外一种药型是以微气孔球形药为基础开发的，严格意义上甚至不能把二种药型分开，但是另外一种较微气孔球形药比较具有明显的优点，所以将分层微气孔球形药单独分作一类，以区别普通类型的微气孔球形药。
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