含氟聚合物基反應(yīng)含能材料研究

王新新，張澤宇，陳曉勇， ，熊繼軍，杜拴麗

(1.中北大學(xué) 化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030051；2.中北大學(xué) 儀器與電子學(xué)院，山西 太原 030051)

反應(yīng)含能材料通常是由兩種或兩種以上非爆炸性固體組成的復(fù)合含能材料[1]，其中氟聚合物基反應(yīng)含能材料自1956年Cadwallader[2]發(fā)現(xiàn)聚三氟氯乙烯(PCTFE或Kel-F)可以氧化Mg(鎂)用于含能領(lǐng)域后即成為含能材料研究熱點(diǎn)之一。以含氟聚合物為基體制備反應(yīng)含能材料，反應(yīng)熱焓大(理論反應(yīng)熱是Al/MoO3的2倍多[3-4]、加工性好、鈍感安全性大，其產(chǎn)物AlF3氣化點(diǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)鋁熱劑產(chǎn)物，能極大地提高體系燃燒速率、推進(jìn)能力、毀傷特性等，因此在點(diǎn)火藥、溫壓彈藥、推進(jìn)劑、增強(qiáng)型戰(zhàn)斗部中應(yīng)用潛力巨大，故受到業(yè)界廣泛關(guān)注與深入研究。為此，本文對(duì)含氟聚合物基反應(yīng)含能材料進(jìn)行較為系統(tǒng)的梳理，考察含氟聚合物類型、典型作用，整理反應(yīng)含能體系制備方法、反應(yīng)機(jī)制及含能特性等方面工作，以方便相關(guān)領(lǐng)域工作者了解與參考。

1 反應(yīng)含能材料中含氟聚合物種類與典型作用

因其含氟量是所有含氟聚合物中最高且來源相對(duì)廣泛、疏水性高、熱穩(wěn)定性好，聚四氟乙烯(PTFE)在反應(yīng)含能材料中應(yīng)用最多、研究也較早，如Willis在20世紀(jì)70年代即報(bào)道PTFE/Al反應(yīng)含能體系研究[5]，發(fā)現(xiàn)該體系在高速撞擊下可以引發(fā)閃光反應(yīng)。后續(xù)關(guān)于PTFE/Al體系的工作報(bào)道了理論反應(yīng)熱、反應(yīng)歷程與化學(xué)機(jī)制、燃料性狀與加工方法對(duì)體系含能行為的影響，研究廣泛深入且系統(tǒng)性好[4]。但是PTFE是不溶不熔的，對(duì)燃料組分的混入、混入后的分散、混合后體系的成型加工均有很大制約，為此，可熔融、能溶解的含氟聚合物進(jìn)入了研究者的視野，熱塑性氟塑料(聚全氟烷氧基聚合物，PFA[6]；聚全氟乙丙烯，F(xiàn)EP[7]；四氟乙烯-乙烯共聚物，ETFE[8]；乙烯-三氟氯乙烯共聚物，ECTFE[6]；聚偏二氟乙烯，PVDF[9]；全氟聚醚，PFPE[2]等)、氟橡膠(偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、VDF-HFP，如Du Pont的Viton系列[10])等許多含氟聚合物被用于反應(yīng)含能材料開發(fā)。可熔融含氟材料的使用可以極大地便利反應(yīng)含能材料制造，可以應(yīng)用多種混合、成型方法(如擠出、注塑、噴霧等)，同時(shí)加工的裝藥形狀(如圓柱、球形、矩形塊等)、尺寸也可多種多樣，從而滿足推進(jìn)劑、點(diǎn)火藥、炸藥等各類型含能材料制備及炮彈、發(fā)射部、戰(zhàn)斗部等多個(gè)場(chǎng)合應(yīng)用。如Lacono等應(yīng)用PFPE于可模塑反應(yīng)含能材料制備[11]，而Yang等利用PVDF使反應(yīng)含能材料可采用電噴霧加工[12]。

含氟聚合物在反應(yīng)含能材料中至少有三類典型應(yīng)用，即用作氧化劑、粘結(jié)劑(包覆劑)、含能特性改性劑(改善燃速、起始反應(yīng)溫度等)。用作氧化劑是含氟聚合物在含能材料領(lǐng)域的主要應(yīng)用。如PTFE基、PVDF基、PFA基等許多Al、Mg、B、Ti金屬/非金屬反應(yīng)含能材料，其中含氟聚合物即用作替代氧化物的氧化劑作用[1]。作為氧化劑時(shí)，含氟聚合物在反應(yīng)含能材料配方中含量很高，一般占到整個(gè)含能配方的30%～70%。而對(duì)可溶可熔含氟聚合物，除了用作氟基氧化劑，其也可用于燃料粒子的包覆劑(粘結(jié)劑)，用于涂敷、鈍化、保護(hù)燃料粒子，使其不團(tuán)聚、不被空氣氧化，提升存放時(shí)間與勤務(wù)安全性能。Pantoya等使用PVDF作包覆劑改善了Mg/MnO2系含能材料混合分散，進(jìn)而改進(jìn)了體系的含能特性[13]。由于含氟聚合物與金屬燃料更大的反應(yīng)性和產(chǎn)氣特性，因此人們使用含氟聚合物作燃燒改性劑，改善含能材料的燃燒、爆破等含能特性。Lacono應(yīng)用PFPE涂敷金屬燃料(納米Al)，改進(jìn)了Al/CuO、Al/MoO3的反應(yīng)性，進(jìn)而改善了燃燒特性，證實(shí)含氟聚合物助劑可以活化含能材料組分間的化學(xué)反應(yīng)，提高反應(yīng)動(dòng)力特性，因而增加含能材料威力[11]。

2 含氟聚合物基反應(yīng)含能材料制備方法

含氟聚合物基反應(yīng)含能材料當(dāng)前已經(jīng)發(fā)展了一些通用且比較成熟的制備方法，通常包括燃料組分與含氟聚合物的混合方法和相應(yīng)含能混合體系的加工、成型方法。

2.1 含氟聚合物與燃料的混合方法

見諸報(bào)道的含氟聚合物/燃料混合技術(shù)有超聲混合法、熔融混合法、濺射淀積法、原位合成法、球磨法和靜電噴霧法等。超聲混合法使用超聲技術(shù)在分散液(或溶劑)中分散燃料、含氟聚合物，隨后脫除分散液(或溶劑)即得到燃料/含氟聚合物混合物。此方法操作簡(jiǎn)便、工藝環(huán)節(jié)少，對(duì)不溶解的PTFE特別適用，故應(yīng)用最廣[1]。Rossi等[14]、Conner等[15]使用超聲技術(shù)混合了PTFE/Al、Teflon/Al體系。但是超聲混合技術(shù)對(duì)納米粒子的團(tuán)聚問題仍無法有效解決。針對(duì)可熔融含氟聚合物，可以采用通用高分子填充體系混合技術(shù)進(jìn)行燃料/聚合物混合，如通用的熔融共混-開煉、密煉、螺桿捏合技術(shù)等，Rhoads等[16]即采用熔融共混擠出混合了PVDF/Al體系。熔融共混技術(shù)避免溶劑、分散劑的使用，同時(shí)其混合效果可以通過混(捏)合次數(shù)、時(shí)間、混合剪切力強(qiáng)度等進(jìn)行調(diào)制，因此前景更好。濺射淀積混合法在制備微納發(fā)火器件、引爆用火工品中使用較多，濺射淀積采用微納加工工藝混合燃料與氧化劑，故設(shè)備成本、工藝和時(shí)間成本均較高，同時(shí)產(chǎn)量受限。此混合技術(shù)得到的共混體系多為納米片層狀結(jié)構(gòu)(也有核殼結(jié)構(gòu)[17])，因此可以使燃料和氧化劑間充分接觸、快速反應(yīng)，從而獲得好的能量釋放特性。濺射淀積混合法工作報(bào)道較多，Yang等[18]使用濺射淀積法淀積了超晶格的PTFE/Al納米層狀材料，極大地提高了體系的反應(yīng)熱，達(dá)到3 224.4 J/g；而Zhang等[19]利用濺射淀積獲得PTFE/Al體系制備為微點(diǎn)火器，放熱為3 192 J/g，都高于對(duì)應(yīng)的納米PTFE/Al簡(jiǎn)單物理共混體系。一些研究者報(bào)道了原位合成混合法，該法具有較好的混合分散效果且工藝可應(yīng)用能力較強(qiáng)，得到較多研究者關(guān)注。該法一般包括原位合成燃料、原位合成含氟聚合物或同時(shí)原位合成燃料與含氟聚合物3種情況。原位合成燃料情形中，一般使用燃料前體(如金屬有機(jī)化合物)溶液分散(或溶解)在可溶解含氟聚合物基體(或含氟可聚合單體)中，攪拌分散均勻，然后再“就地”反應(yīng)，生成金屬燃料納米微粒，得到分散性好、均勻度高的金屬燃料/含氟高分子混合體系。Jouet等[20]報(bào)道采用含氟烴類包覆原生Al納米微粒，該產(chǎn)物即可用于原位反應(yīng)制備含氟高分子基反應(yīng)含能體系。原位合成含氟聚合物制備燃料/含氟高分子反應(yīng)含能體系典型的有Crouse等[21]采用原位聚合聚全氟丙烯酸甲酯包覆Al燃料的反應(yīng)含能材料工作；Cui等[17]則同時(shí)原位生成燃料與含氟聚合物得到納米Al接枝聚合PTFE體系，所得PTFE是由六氟環(huán)氧丙烯熱裂解引發(fā)聚合獲得(化學(xué)氣相沉積)，而納米Al由金屬絲電爆炸法原位生成，極大地改善了體系的反應(yīng)特性和含能特性。使用球磨技術(shù)混合金屬燃料、含氟高分子也是一類重要的制備反應(yīng)含能材料的方法[22]，一般采用失活研磨法，如Gunduz等使用該法制備了PTFE/Al系反應(yīng)含能材料，并研究其產(chǎn)氣、點(diǎn)火、射流機(jī)制[23]；而Yarrington等[24]則基于此法獲得了PTFE/Si反應(yīng)含能材料，該法結(jié)合了納米級(jí)燃料及納米級(jí)氧化劑的現(xiàn)場(chǎng)制備、力學(xué)活化、現(xiàn)場(chǎng)插入等優(yōu)勢(shì)，可以極大地改善體系反應(yīng)活性和放熱效率?？梢缘玫匠?xì)粉體的靜電噴霧法也被使用于含氟反應(yīng)含能材料的制備，如李翔宇利用靜電噴霧技術(shù)制備了PVDF基反應(yīng)含能材料[25]。該法所得粒度小、尺寸均勻，且燃料粒子分散均勻性好，所得體系燃燒性好。

2.2 含氟聚合物基反應(yīng)含能材料的成型方法

成型方法指將含能材料制備成柱狀、球狀的宏觀顆粒料或塊狀料，針對(duì)含氟聚合物基反應(yīng)含能材料成型方法主要是燒結(jié)[26]、壓制[27]、擠出[28]、交聯(lián)固化[22]等方法。由于PTFE的不熔不溶特性，故加工為密實(shí)顆粒料時(shí)一般經(jīng)過壓實(shí)再燒結(jié)成型為柱狀顆粒料，然后用于后續(xù)使用。而對(duì)于可熔融、可溶解的含氟聚合物系反應(yīng)含能材料，其成型方法基本可通用高分子填充復(fù)合材料的加工成型工藝與技術(shù)。Fang等[26]經(jīng)物理共混、冷壓然后燒結(jié)制備了PTFE/Al反應(yīng)含能材料藥柱，并考察了其點(diǎn)火特性。Isert等[29]壓制成型PTFE/Al條狀料用于改善推進(jìn)劑燃燒速率，Young等[27]壓制成型制備了PTFE/B型反應(yīng)含能復(fù)合材料，并系統(tǒng)考察了其燃燒行為。Crouse擠出制備了氟化PMMA/Al柱狀裝藥[21]，而Cowgill系統(tǒng)考察了PCTFE基含能材料的擠出加工[28]。Sippel等利用在體系中混入低含量不飽和高分子，然后通過固化交聯(lián)制備了含氟聚合物基反應(yīng)含能復(fù)合材料密實(shí)裝藥[22]。

在含能材料裝藥制備過程中，基于3D打印技術(shù)的含能材料結(jié)構(gòu)、柱狀裝藥制備方法值得注意。該法結(jié)合了當(dāng)前蓬勃發(fā)展的3D打印技術(shù)，將微觀混合、宏量規(guī)模制造結(jié)合為一體，在未來含能材料成型制造方面具有廣闊的應(yīng)用潛力[30]。目前有Groven等[31]、McCollum等[32]開發(fā)含氟聚合物基反應(yīng)含能材料3D打印制備技術(shù)。

3 含氟聚合物基反應(yīng)含能復(fù)合材料的反應(yīng)特性與化學(xué)機(jī)制

3.1 反應(yīng)特性

含氟聚合物基反應(yīng)含能復(fù)合材料(含氟聚合物/金屬)反應(yīng)特性復(fù)雜，在慢速熱反應(yīng)時(shí)其反應(yīng)歷程包括兩個(gè)反應(yīng)；在經(jīng)高速撞擊、壓縮、激光脈沖照射時(shí)將引發(fā)點(diǎn)火、燃燒、類爆轟等劇烈放熱反應(yīng)而表現(xiàn)含能材料特性。使用DSC等量熱技術(shù)在惰性氣氛下低速升溫研究其熱反應(yīng)行為的工作較多，眾多文獻(xiàn)報(bào)道含氟聚合物基反應(yīng)含能復(fù)合材料在慢速熱反應(yīng)中出現(xiàn)兩個(gè)放熱峰，如Kappagantula等[33]發(fā)現(xiàn)PTFE/Al慢放熱都顯示典型兩步反應(yīng)過程(圖1)，意味其反應(yīng)歷程至少存在兩個(gè)步驟。通常將第一個(gè)反應(yīng)步驟稱為預(yù)點(diǎn)火，第二個(gè)反應(yīng)步驟稱為主反應(yīng)。第一個(gè)步驟放熱量通常遠(yuǎn)小于主反應(yīng)，其放熱量大小和放熱峰位置與反應(yīng)組分性質(zhì)、比例、粒子體積大小、加熱速率、混合方法、混合條件等緊密相關(guān)，如納米燃料粒子將降低其反應(yīng)溫度、濺射淀積將使反應(yīng)提前甚至第一步驟將與第二步驟重疊、冷凍研磨可以使反應(yīng)溫度提前等。對(duì)于含氟聚合物/Al反應(yīng)含能復(fù)合材料，預(yù)點(diǎn)火一般發(fā)生在大致340～440 ℃。含氟聚合物/Al反應(yīng)含能復(fù)合材料的主反應(yīng)發(fā)生在第二步，公認(rèn)為燃料Al粒子核與含氟聚合物分解出的氣態(tài)含氟小分子、離子之間的反應(yīng)，故其位置在含氟聚合物的分解溫度附近，即在450～550 ℃。同樣，其放熱強(qiáng)度與放熱峰位置與組分大小、含量、混合方法等緊密相關(guān)，這些因素對(duì)其影響規(guī)律基本類似對(duì)預(yù)點(diǎn)火峰的影響。

圖1 含氟聚合物基反應(yīng)復(fù)合材料DSC圖Fig.1 DSC diagram of fluorine-containing polymer matrix reactive compositesa.超聲共混PTFE/nAl；b.濺射淀積層狀PTFE/nAl

當(dāng)含氟聚合物基反應(yīng)含能材料經(jīng)受撞擊、準(zhǔn)靜態(tài)壓縮或者激光脈沖照射到一定閾值時(shí)，將發(fā)生劇烈的放熱反應(yīng)(即爆燃、爆轟或類爆炸等反應(yīng))。如Fang等使用準(zhǔn)靜態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)引發(fā)了PTFE/Al反應(yīng)復(fù)合材料的快速放熱反應(yīng)[34]，即準(zhǔn)靜態(tài)壓縮點(diǎn)火現(xiàn)象；也獲得了PTFE/Al反應(yīng)復(fù)合材料準(zhǔn)靜態(tài)點(diǎn)火閾值為88～103 J。同樣，動(dòng)態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)也可以引發(fā)劇烈反應(yīng)，但是其閾值(77～91 J)要低于準(zhǔn)靜態(tài)的[34]。同樣，沖擊[35]、激光脈沖[15]也可以使含氟聚合物基反應(yīng)復(fù)合材料點(diǎn)火而劇烈反應(yīng)。Dlott等[35]使用激光的銅飛箔沖擊Teflon/Al體系，發(fā)現(xiàn)其沖擊點(diǎn)火閾值為(0.6±0.1)km/s，并發(fā)現(xiàn)沖擊引發(fā)的Teflon/Al 體系劇烈反應(yīng)過程包含兩個(gè)劇烈反應(yīng)步驟，類似其慢放熱反應(yīng)。Conner[15]使用高速攝影和實(shí)時(shí)IR光譜研究了激光脈沖引發(fā)Teflon/Al體系點(diǎn)火、劇烈反應(yīng)過程及其高速反應(yīng)化學(xué)機(jī)制，發(fā)現(xiàn)激光脈沖瞬時(shí)引發(fā)Al離子化為高溫(4 000～8 000 K)等離子體，然后由等離子體與包覆在其周圍的Teflon反應(yīng)，反應(yīng)過程迅速猛烈，符合典型的類爆炸燃燒反應(yīng)過程；Teflon為四氟乙烯與含氧氟烴的共聚物，其研究證實(shí)Al優(yōu)先與含氧氟烴反應(yīng)分解生成的CFO反應(yīng)，反應(yīng)速度是與CF2/CF3反應(yīng)的10倍。

3.2 反應(yīng)機(jī)制

梳理文獻(xiàn)表明含氟聚合物基反應(yīng)含能復(fù)合材料(含氟聚合物/金屬)其慢速反應(yīng)和快速反應(yīng)(甚至類爆炸)盡管表觀行為不同，但均為兩步反應(yīng)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)含氟高分子與Mg、Ti和Zr等許多金屬的反應(yīng)也為兩步反應(yīng)。對(duì)于含氟聚合物/Al反應(yīng)含能復(fù)合材料，預(yù)點(diǎn)火一般認(rèn)為是氧化鋁與軟化(熔融)含氟聚合物的固相反應(yīng)，即氧化鋁催化分解含氟聚合物[36-37]：

而第二個(gè)反應(yīng)(主反應(yīng))公認(rèn)為Al與含氟聚合物的分解產(chǎn)物的反應(yīng)[37]，即：

對(duì)于含氟聚合物/Mg反應(yīng)形式與Al/含氟聚合物有相似性，也是分兩步驟，但是反應(yīng)機(jī)制不同。含氟聚合物/Mg反應(yīng)含能復(fù)合材料第一步一般認(rèn)為是Mg與含氟聚合物間的格式反應(yīng)放熱，形成C-Mg-F格式中間配體，然后此中間配體斷鍵形成氟化鎂和低分子含氟聚合物、齊聚物或烴類，其化學(xué)歷程如下[38]：

此反應(yīng)機(jī)制經(jīng)過FTIR測(cè)試證實(shí)。與含氟聚合物/Al反應(yīng)相比，Mg的第一個(gè)放熱峰熱量小甚至不明顯，但是確實(shí)存在。其第二步反應(yīng)快且放熱量要大。類似Mg、Al的金屬與含氟聚合物反應(yīng)時(shí)，都有相似的反應(yīng)機(jī)制和過程，都是第一步形成一個(gè)亞穩(wěn)態(tài)的金屬-氟鍵，第二步再完全氟化。金屬-氟鍵與C—F鍵間的競(jìng)爭(zhēng)依賴于金屬的反應(yīng)活性強(qiáng)弱而不同，對(duì)于Mg，其反應(yīng)活性強(qiáng)，故Mg與含氟聚合物反應(yīng)時(shí)，C—F鍵在第一步就斷裂，而可形成Mg—F鍵，但Al金屬其反應(yīng)活性稍弱，就只能先形成過渡中間體弱化C—F鍵再使之?dāng)嗔?，由部分氟化再最后全氟化[39]。

4 應(yīng)用

含氟聚合物基反應(yīng)含能復(fù)合材料主要用在煙火藥、火藥、防護(hù)裝甲等特種應(yīng)用方面。由于較低的爆速故其在炸藥領(lǐng)域極少應(yīng)用，僅有少量研究報(bào)道嘗試將其用于炸藥，如Gogulya等[40]研究發(fā)現(xiàn)只有奧克托今炸藥含量達(dá)15%時(shí)，Al/Teflon/奧克托今混合體系時(shí)才可以發(fā)生穩(wěn)定的爆轟反應(yīng)，并達(dá)到可觀的高爆速(6.3 km/s)。

4.1 煙火藥

由于含氟聚合物基反應(yīng)含能材料的高熱焓特性，是優(yōu)良的潛在煙火劑之一，故其被廣泛用于煙火劑制備(利用其發(fā)熱、發(fā)煙、發(fā)光特性)，如Koch等介紹含氟彈性體/Mg混合體系是常用的煙火劑材料。含氟聚合物基反應(yīng)含能材料可以在如下煙火藥領(lǐng)域中使用：就地清除武器用高溫高熱戰(zhàn)劑、燃燒彈用彈藥、溫爆彈用彈藥等，如PTFE/B混合體系[41]；反導(dǎo)誘餌彈用戰(zhàn)劑，如Koch等報(bào)道的Mg/Teflon/Viton混合體系[42]；而富燃料的含氟聚合物基反應(yīng)含能材料可用于曳光彈[43]、點(diǎn)火藥等[18]。

4.2 火藥

火藥包括發(fā)射藥和推進(jìn)劑，實(shí)用化的含氟聚合物基反應(yīng)含能材料火藥報(bào)道極少，相關(guān)工作多見實(shí)驗(yàn)室研究。發(fā)射藥要求一定的燃燒速率，而推進(jìn)劑要求較高的能量密度，故燃燒速率較高的PTFE/Mg體系受到發(fā)射藥開發(fā)者關(guān)注，而富燃料含氟聚合物基反應(yīng)含能材料在推進(jìn)劑工業(yè)中得到推廣。球磨類含氟聚合物基反應(yīng)含能材料應(yīng)用于火藥的研究較多，如Sterletskii等考察了球磨的PTFE/Al體系的燃燒性能，發(fā)現(xiàn)在計(jì)量化學(xué)配比附近時(shí)其燃速最高。Sippel等發(fā)現(xiàn)含氟聚合物可以增加產(chǎn)氣、減少燒結(jié)結(jié)塊、改善反應(yīng)含能材料的燃燒特性，從而可以應(yīng)用富燃料含氟聚合物基反應(yīng)含能材料與推進(jìn)劑領(lǐng)域[22]。由于含B含能體系的高能量密度，有研究者考察了PTFE/B復(fù)合物作為火箭推進(jìn)劑的可行性。

4.3 反應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)與含能破片

由于其高度的鈍感特性和優(yōu)良的力學(xué)特性，含氟聚合物基反應(yīng)含能復(fù)合材料受到反應(yīng)防護(hù)、含能破片領(lǐng)域青睞，有時(shí)也稱其為反應(yīng)結(jié)構(gòu)材料。武強(qiáng)創(chuàng)新的研究了其在空間飛行器件與設(shè)備上防太空碎片的應(yīng)用[44]，發(fā)現(xiàn)其能有效防護(hù)空間碎片，指出可使飛行結(jié)構(gòu)破碎段防護(hù)能力提升約27%、彈道段防護(hù)能力提升達(dá)45%。國(guó)外對(duì)含氟聚合物基反應(yīng)含能復(fù)合材料在戰(zhàn)斗部毀傷破片上的應(yīng)用研究較早，美國(guó)海軍研究辦公室指出含能破片的殺傷半徑是普通破片的2倍、含能破片毀傷威力是普通破片的5倍、含能破片化學(xué)潛能是普通破片動(dòng)能的12倍，而我國(guó)也有中國(guó)工程物理研究院等單位進(jìn)行跟進(jìn)。

5 結(jié)論與展望

作為具備高能量密度、鈍感和獨(dú)特沖擊釋放能量特性的含能材料，含氟聚合物基反應(yīng)復(fù)合材料在煙火劑、推進(jìn)劑等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力和研究?jī)r(jià)值，本文較為系統(tǒng)的梳理了含氟聚合物在反應(yīng)含能復(fù)合材料中的類型、含氟聚合物基反應(yīng)復(fù)合材料制備方法、含能特性、反應(yīng)機(jī)制及應(yīng)用。含氟聚合物可以在反應(yīng)復(fù)合材料中用作氧化劑、粘結(jié)劑和含能特性改性劑；所得反應(yīng)材料體系主要用作煙火劑，也可在火藥和反應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)中使用；反應(yīng)特性為鈍感引發(fā)，可以使用沖擊、激光點(diǎn)火，反應(yīng)過程一般為兩步過程。

含氟聚合物基反應(yīng)復(fù)合材料的進(jìn)一步實(shí)用化需要突破如下方面：

(1)進(jìn)一步解決納米燃料在含氟高分子中的分散問題。所得納米燃料/含氟聚合物反應(yīng)含能材料總體反應(yīng)熱與理論值相差仍然較大，超過理論值50%的工作很少，主要原因還是在于納米燃料并沒有與含氟基體理想的混合在一起，故仍然應(yīng)該尋找新的納米燃料分散技術(shù)手段，如采用自組裝、濺射或者其他方式如在納米燃料表面涂敷與含氟基體相容的涂層(甲基丙烯酸-2-羥乙基酯磷酸酯)改善Al納米顆粒表面，進(jìn)而改進(jìn)與全氟聚合物的混合效果，提升能量釋放效率。

(2)提升燃速、改善燃燒特性。含氟聚合物基反應(yīng)復(fù)合材料的燃燒速率還較低，幾乎達(dá)不到1 000 m/s，離火炸藥應(yīng)用還較遠(yuǎn)，因此應(yīng)該在后續(xù)研究中著力解決燃燒性能，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。