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参考文献 23
1 绪论
1.1 研究背景
随着技术的不断发展与更新，武器制造与升级工作与时俱进，高科技的武器生产与制造需求与日俱增。随着战场条件的不断变化以及对武器杀伤力要求和作用范围的扩大，武器自身的重量和体积也相应的增加。受于重量和体积的压力，近年来武器轻型化和武器微型化的研究在深入开展，在有效减少材料成本和后勤文护成本的前提下保留武器本身的武器性能成为研究发展方向之一。
在传统的火工元器件的生产工艺流程中，包括了装药、压药等一系列工作，操作流程较为复杂，在各个流程环节中都有可能发生药品损坏甚至爆炸的危险，而且对于体积大，重量重的武器已经难以满足当代军事运用。所以在火工生产中轻型化和微型化变得十分重要。在此研究背景之下，三文打印快速成型技术(Three Dimensional Printing-3DP)的开发与运用以其简易精细，安全可靠，低投入等优点根据个人的需求和设计成果打印任意尺寸的元件来制备体积小，重量轻的新火工材料，一体化的打印成果，完整形态的火工元件，减去了复杂的装配流程，为火工生产制造工艺完善和改进带来了新的发展机遇。
1.2 含能材料的概述
1.2.1 含能材料
含能材料，多指含有高能量密度的材料，起初在军事应用（航天推进剂等）上比较广泛，随着时代的发展和社会历史的变迁，含能材料也慢慢的在民用生产制造活动（诸如探井、爆破）中应用开来。在武器生产中常用的含能材料有黑索今（RDX）、奥克托今（HMX）、泰安、特屈尔、斯蒂芬酸铅等。含能材料中一般都含有硝基作为含能官能团，且硝基含能官能团在分子结构中所占的比例越高，其含能性能越大，爆炸放出的威力也越大，其稳定性相应的降低。近年来含能材料也往含有叠氮基或肼基等官能团的有机物质发展研究。含能材料在作用的过程之中含能基团在外界作用下（点燃或者冲击），发生燃烧或者爆炸时会释放大量的热能，反应物的自身分子能量大于生成热能，于是会有多余的能量释放到外界，
同时反应产物会有氮气、二氧化碳等大量小分子量气体，推进剂含能材料就是利用这一特性，产生大量的气体达到气体推送加速的功能。含能材料最主要的性能还是在于其的高能性。含能材料在反应作用过程中释放的热量大小和产生气体的量是体现含能材料高能性的两个重要指标。在实验过程中，将含能官能团引入有机聚合物中，根据要求和产品的作用特性来制得符合条件的含能有机聚合物，并且通过引用化学热力学和化学动力学原理来设计不同种类的高性能的含能材料，这一研究方向的实现和代入生产的可能性将会带动含能材料的发展迎来一个新的突破。
1.2.2 含能聚合物
含能聚合物是由分子中含有一种或者若干个含能官能团的含能单体通过聚合反应得到的聚合物。常见的有硝基（-NO2）、硝胺基（-NNO2）、叠氮基（-N3）和二氟氨基（-NF2）等含能官能团，它们在分解时会产生大量的热量以及会生成大量低分子量的气体，这一点能够很好的体现含能材料高性能的特点，下表是常见含能官能团的生成热。
表1.1常见含能官能团的生成热
含能官能团 生成热/kJ•mol-1 含能官能团 生成热/kJ•mol-1
-NO2 -66.2 -NF2 -32.7
-NNO2 74.5
1.2.3 含能聚合物的分类
（1） 硝酸酯类含能聚合物