本发明属于含能材料复合，尤其涉及一种制备聚丙烯酸金属盐/ap复合物的方法。
背景技术：
1、高氯酸铵(ap)能与固体推进剂组分有良好的相容性且受热能够分解产生大量的气体，因而在固体火箭推进剂中有广泛的应用，其氧平衡数值优异，是一种理想的氧化剂。ap的热分解性能对添加剂非常敏感。通常以过渡金属及其氧化物为催化剂来降低高氯酸铵的分解温度，可以达到良好的催化效果。其中过渡金属如co、cu、ni等，其金属氧化物如feo、nio、mno2、mmo4、co3o4、cu2o等。这些纳米金属及其氧化物氧化物都能对ap的热分解有良好的催化性能，使ap热分解温度下降，放热量增加，提升ap的性能。研究人员报道了镍纳米晶对ap热分解的催化作用，结果表明，随着nio纳米晶加入，ap的热分解温度降低(功能材料,2011,42(03):564-567.)；再如不同相的mno2纳米棒对ap热分解的催化活性，发现混合相mno2可使ap峰值热分解温度大幅度降低(稀有金属材料与工程,2017,46(03):824-828)；通过实验研究绿色合成的钴氧化物纳米粒子(co3o4纳米粒子)对ap的热分解性能以及推进剂的燃烧性能表现出良好的催化活性(催化学报,2005(12):1073-1077)。再如纳米cuo的批量制备及其对高氯酸铵热分解性能的影响研究中指出2％含量的纳米cuo对ap具有更好的催化性能,可使不同粒径ap的高温分解温度发生不同程度地降低，放热量不相应的增加，反应速度常数也可以提高数倍(推进技术,2016,37(01):188-192)。
2、但是纳米催化剂也有一些短板，比如其在催化过程中容易团在一起，催化剂团在一起后会导致反应时反应接触面积减小，反应物由于接触不到催化剂而不能产生催化效果，故而一般不单独用纳米催化剂进行催化，而是将催化剂附在其他材料上再进行催化，我们一般选择二维或多孔材料。所谓二维材料是指表面体积比很高而且在长宽尺寸较大而在厚度为纳米尺寸的一类材料，具有很优秀的传质传热特性，广泛应用于很多领域。而多孔材料是一种类似网络结构的材料，由相互贯通或者封闭的孔洞构成，如碳纳米管材(物理化学学报,2017,33(04):709-728)。有研究证明cu/cnts复合粒子对ap热分解的催化性能是优于cu、cnts和ap简单混合的催化性能。这也就证明了复合材料的催化性能是好于材料简单复合的。但是一般这些材料制备方法比较复杂，价钱比较昂贵，经济方面很难满足，同时不利于量产。
3、聚丙烯酸钠是一种水溶性高分子化合物，无毒。它可以吸收自身体积数倍的水。聚丙烯酸钠分为低分子量、中分子量以及高分子量，相对分子质量从几百到几千万不等，颜色一般为白色或者无色，形态随相对分子质量的变化而变化，一般为粉末、液体或者凝胶。聚丙烯酸钠水溶液的ph一般为中性或者弱碱性，在氢氧化物中的溶解性也随金属离子的不同而不同，聚丙烯酸钠遇到氢氧化钙或者氢氧化镁后，随金属离子浓度增加而逐渐产生沉淀，而在氢氧化钠中则容易溶解。聚丙烯酸钠可以与足量二价以上金属离子形成其不溶性盐，产生沉淀。但是在二价金属离子少量时仍为溶液，不会产生沉淀。
技术实现思路
1、本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
2、为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种制备聚丙烯酸金属盐/ap复合物的方法，包括以下步骤：
3、步骤一、配制高氯酸铵饱和水溶液，向其中加入聚丙烯酸钠，待聚丙烯酸钠吸收高氯酸铵饱和水溶液后过滤，固液分离后将固体干燥，得到第一滤液和干燥后的第一复合物；
4、步骤二、将第一复合物加入第一滤液中，待第一复合物中的聚丙烯酸钠吸收第一滤液后过滤，固液分离后将固体干燥，得到得到第二滤液和干燥后的第二复合物，重复上述操作多次，直至聚丙烯酸钠将所有高氯酸铵饱和水溶液吸收殆尽，干燥所得固体，得到聚丙烯酸钠/ap复合物；
5、步骤三、取金属盐加入到溶剂中配制为金属盐溶液，将步骤二所得聚丙烯酸钠/ap复合物加入到金属盐溶液中，使其充分反应，过滤洗涤干燥，得到聚丙烯酸金属盐/ap复合物。
6、优选的是，所述步骤一中，配制高氯酸铵饱和水溶液的温度范围为20～80℃。
7、优选的是，所述步骤一中，聚丙烯酸钠与高氯酸铵质量比为1:10～1:100。
8、优选的是，所述步骤一和步骤二中，干燥方式为真空干燥、冷冻干燥、超临界干燥中的一种。
9、优选的是，所述步骤一中，聚丙烯酸钠吸收高氯酸铵饱和水溶液的时间为5～60min。
10、优选的是，所述步骤二中，第一复合物中的聚丙烯酸钠吸收第一滤液的时间为5～60min。
11、优选的是，所述步骤三中，金属盐为2价及以上的金属盐，包括：硫酸铜、硫酸锰、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸钴、硫酸锌、醋酸铜、醋酸锌、醋酸铁、醋酸钴、硝酸铜、硝酸镍、硝酸铁、硝酸亚铁、六水硝酸钴、硝酸锰。
12、优选的是，所述步骤三中，溶剂为乙醇、乙酸乙酯中的一种或多种。
13、优选的是，所述步骤三中，配制金属盐溶液的温度范围为30～50℃。
14、优选的是，所述步骤三中，金属盐用量不低于其和聚丙烯酸钠完全反应所需的用量。
15、优选的是，对所述步骤一中的聚丙烯酸钠进行改性，步骤如下：
16、s1、向水中加入助剂，搅拌均匀后再加入聚丙烯酸钠，继续搅拌均匀，得到混合物a；
17、s2、将淀粉分散于ph为4.5～6.0的缓冲溶液中沸水浴加热，然后在高压灭菌锅中加热，得到糊化淀粉溶液。然后向其中加入脱支酶，在温水浴中加热酶解，然后再放入高压灭菌锅中加热，得到混合物b；
18、s3、将混合物a和混合物b混合均匀后吸入静电纺丝用注射器中，将注射器上端向上，然后在真空干燥机中干燥，然后将纺丝针头连接于注射器，设置好静电纺丝参数后进行静电纺丝，最终得到淀粉掺杂的纤维状改性聚丙烯酸钠。
19、优选的是，所述s1中，水、聚丙烯酸钠和助剂的质量比为60～120:1～2:0.5～1，助剂为甲醇、乙醇、正丙醇、2-丙醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、丙三醇中的一种或多种。
20、优选的是，所述s2中，缓冲溶液为乙酸-乙酸钠缓冲溶液，高压灭菌加热温度为125～145℃，加热时间20～60min，脱支酶为淀粉酶，温水浴加热温度为30～60℃，酶解时间8～18h；所述s3中，混合物a和混合物b的质量比为6～8:1～2，真空干燥温度为25～45℃，静电纺丝参数为注射泵的挤出速度为1～3ml/h，直流电压为5～40kv，纺丝1～300h。
21、本发明至少包括以下有益效果：运用了聚丙烯酸钠吸水性极强的特点通过聚丙烯酸钠瞬间吸收含能ap(高氯酸铵)的水溶液，再将其和二价金属反应形成复合物，在加热时原位生成金属氧化物催化剂，可以防止纳米催化剂的团聚，提升催化剂和高氯酸铵的接触面积，能将进而对高氯酸铵进行高效催化，制备的聚丙烯酸钴/ap复合物，可以使ap的高温分解峰温从451.5℃的分解温度提前至306.5℃；同时将聚丙烯酸钠改性为淀粉掺杂的纤维状改性聚丙烯酸钠，进一步提升其吸水性和比表面积，使得后续制得的聚丙烯酸金属盐/ap复合物对ap的热分解具有更优异的催化性能；这种复合材料制备简便、工艺简单、原料易得，易于在工业上实现和推广。
22、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
1.一种制备聚丙烯酸金属盐/ap复合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备聚丙烯酸金属盐/ap复合物的方法，其特征在于，所述步骤一中，配制高氯酸铵饱和水溶液的温度范围为20～80℃。
3.根据权利要求1所述的制备聚丙烯酸金属盐/ap复合物的方法，其特征在于，所述步骤一中，聚丙烯酸钠与高氯酸铵质量比为1:10～1:100。
4.根据权利要求1所述的制备聚丙烯酸金属盐/ap复合物的方法，其特征在于，所述步骤一和步骤二中，干燥方式为真空干燥、冷冻干燥、超临界干燥中的一种。
5.根据权利要求1所述的制备聚丙烯酸金属盐/ap复合物的方法，其特征在于，所述步骤一中，聚丙烯酸钠吸收高氯酸铵饱和水溶液的时间为5～60min。
6.根据权利要求1所述的制备聚丙烯酸金属盐/ap复合物的方法，其特征在于，所述步骤二中，第一复合物中的聚丙烯酸钠吸收第一滤液的时间为5～60min。
7.根据权利要求1所述的制备聚丙烯酸金属盐/ap复合物的方法，其特征在于，所述步骤三中，金属盐为2价及以上的金属盐，包括：硫酸铜、硫酸锰、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸钴、硫酸锌、醋酸铜、醋酸锌、醋酸铁、醋酸钴、硝酸铜、硝酸镍、硝酸铁、硝酸亚铁、六水硝酸钴、硝酸锰。
8.根据权利要求1所述的制备聚丙烯酸金属盐/ap复合物的方法，其特征在于，所述步骤三中，溶剂为乙醇、乙酸乙酯中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的制备聚丙烯酸金属盐/ap复合物的方法，其特征在于，所述步骤三中，配制金属盐溶液的温度范围为30～50℃。
10.根据权利要求1所述的制备聚丙烯酸金属盐/ap复合物的方法，其特征在于，所述步骤三中，金属盐用量不低于其和聚丙烯酸钠完全反应所需的用量。
