试析复合油相材料对乳化炸药性能的影响

复合油相主要构成乳化炸药的连续相,与水相通过乳化剂乳化作用形成稳定的乳状液,复合油相材料的组成和性质将直接影响乳化炸药在实际生产中的应用。实践表明,复合油相材料的物化性质对乳化炸药性能有着较大的影响(例如适当的复合油相材料可以使乳化炸药的粘度增加,防止分散相的分层、絮凝和聚结,同时可以防止气泡的逸散,因此有利于乳化炸药的稳定性),故将对此展开探讨。     

复合油相材料对低温快速化学敏化乳化炸药的影响

采用正交试验法研究复合油相材料性能指标对低温快速化学敏化乳化炸药爆轰性能及储存期的影响,并探寻适合低温快速化学敏化乳化炸药生产且满足其储存期要求的复合油相材料指标。     

油相材料对乳化炸药热稳定性的影响

应用加速量热仪研究了乳化炸药使用的油相材料对硝酸铵和乳胶基质热稳定性的影响;获得了热分解温度和压力对反应时间、反应速率对温度的曲线;详述了其热分解过程.结果表明,乳化剂对于硝酸铵和乳胶基质的热稳定性影响较大,而油类物质则基本无影响.在满足工艺生产要求的前提下,选择合适的油相材料对于乳化炸药的安全生产具有重要意义.     

复合油相材料对乳化炸药稳定性的影响

复合油相材料是影响乳化炸药稳定性能的重要因素。对复合油相材料中高分子乳化剂、SP-80和卵磷脂用量进行优化分析,结果表明:在复合油相材料中高分子乳化剂的质量分数为12%、SP-80的质量分数为23%、卵磷脂的质量分数为3%时,乳化炸药在高低温循环试验时电导率最低,稳定性最优;经常温储存试验验证,该配比在实际生产中有效,可推广使用。     

乳化炸药油相分析

通过凝胶色谱薄层色谱、红外光谱、热重分析和差示扫描量热分析进行了乳化炸药油相组分的鉴定。实验表明,ＧＰＣ能简便快捷地判断地高分子添加剂的存在：ＴＬＣ有利于司盘－８０９的鉴别,ＩＲ可鉴别蜂的存在;通过ＴＧＡ和ＤＳＣ并配合ＩＲ能对油相中水的存在进行鉴别和定量;同时,ＴＧＡ能对无机盐的存在提供有力的证明。     

油相材料对乳化炸药性能的影响

介绍了几种油相材料在乳化炸药实际生产应用中的试验结果,通过分析,选用的油相材料HLB值要与乳化剂的HLB值相匹配,要具有合适的粘度与熔点,杜绝使用不合格品。     

油相材料对乳化炸药性能和稳定性的影响

伴随着现代工业体系的不断完善与发展,亟需高质量的现代工业炸药以大规模安全生产的需要,在其推动作用下,工业炸药的种类与性能在不断地更新与升级,以上世纪70年代的诞生的新型炸药——乳化炸药为例,其属于一种机热力学上较活跃的体系,是借助乳化剂的催化作用,将氧化剂溶液均匀地分散于油相介质之中所形成的的一种油包水型的乳胶状炸药体系,因其具有密度高、爆速大、抗水性能好、起爆感度好等优良特性,在全世界范围内得到了很好的发展,但是受到种种因素的制约,在经历了四十年左右的发展之后,这种新型的炸药并未形成一会完备的生产工艺规范,在我国也并朱出台相应的专门的安全生产质量标准来保证炸药的质量,实际的生产中,各个生产企业往往是按照自己本企业的生产技术规范以及管理方法来进行乳化炸药的生产,由此可见,诸如生产设备、工艺流程、管理模式等因素将会很大程度上影响乳化炸药的性能与稳定性,而油相材料作为氧化剂溶液微粒的有效载体,其质量的好坏、性能的优劣、选择方法的合理与否直接关系到乳化炸药的性能与热稳定性。本文主要从油相材料的角度着手,系统的阐述了油相材料对乳化炸药性能和稳定性影响的作用原理,分析了几种不同种类的油相材料和实际的生产实践中对乳化炸药的不同影响,最后基于油相材料提出了若干提高乳化炸药质量与稳定性的措施。     

油相材料的物化性质对粉状乳化炸药贮存稳定性的影响

粉状乳化炸药的贮存稳定性是评价粉状乳化炸药质量的重要指标,是粉状乳化炸药研究的重要课题。研究了粉状乳化炸药贮存稳定性的影响因素,介绍了油相材料的物化性质对粉状乳化炸药贮存稳定性的影响。     

氢氧化锆非等温热分解动力学研究

利用TG-DTG-DSC技术研究了氢氧化锆非等温热分解过程,应用模型法和非模型法对热分解过程进行了动力学分析,建立了动力学函数,得到了氢氧化锆热分解反应机理。氢氧化锆在氮气中热分解的活化能E=71.26 kJ/mol,指前因子lgA=18.20,机理函数积分式g(α)=[-ln(1-α)]4,微分式f(α)=(1-α)[-ln(1-α)]-3/4,反应机理为随机成核和随后生长。     

复合乳化剂制备乳化炸药的热分解行为

用T154、T155和Span80制备复合乳化剂,采用DSC-TG联用技术研究了用复合乳化剂制备的4种乳化炸药的热分解行为,用Kissinger法、Ozawa法及Satava-Sestak法计算其热分解动力学参数.通过3种方法结果的比较得到4种乳化炸药热分解反应的动力学参数和最概然机理函数.     

太根发射药的非等温热分解反应动力学

采用热重分析(TG)技术研究了含二缩三乙二醇二硝酸酯(TEGDN,太根)和硝化甘油(NG)的双基发射药TG0604在常压动态气氛下的非等温热分解反应动力学.结果表明,TG0604的热分解过程分两个阶段,第Ⅰ分解阶段反应机理服从一级Mample法则,动力学参数:Ea=79.09kJ·mol-1,A=107.40s-1,动力学方程为dα/dt=107.40(1-α)e-0.95×104 /T;第Ⅱ分解阶段的反应机理服从三级化学反应,F3,减速型a-t曲线,动力学参数:Ea=214.79kJ·mol-1,A=1021.49s-1,动力学方程为dα/dt=1021.19(1-α)3e-2.58×104 /T.由加热速率β→0的DTG曲线的初始温度(Te)和峰温(Tp)计算出太根发射药TG0604的热爆炸临界温度值Tbe和Tbp分别为461.51K和478.14K.计算两个阶段的△S≠、△H≠和△G≠值,第Ⅰ阶段分别为-86.70J·mol-1·K-1、80.54kJ·mol-1和417.98kJ·mol-1;第Ⅱ阶段分别为214.78J·mol-1·K-1、236.95kJ·mol-1和136.07kJ·mol-1.     

十氢十硼酸双四乙基铵热分解特性及其动力学参数

为了解十氢十硼酸双四乙基铵(BHN-10)热分解特性及反应动力学,采用同步热分析-红外质谱联用技术(TG-DSC-MS-FTIR)及热裂解原位池-傅里叶变换红外光谱联用技术(FTIR)对BHN-10热分解过程中间产物和最终产物进行分析;使用Kissinger和Ozawa方法计算两个热分解阶段的动力学参数,并利用Coats-Redfern法拟合得到反应动力学方程。结果表明,BHN-10热分解第一阶段和第二阶段的活化能分别为150.9 kJ/mol和161.7 kJ/mol;第一阶段受随机成核和核增长机理控制,第二阶段遵从幂级数法则(Mampel power);两阶段的动力学机理函数分别为G(α)=[-ln(1-α)]1/3(n=3)和G(α)=α1/4;BHN-10热分解反应第一阶段质量损失2.9%,与理论脱氢质量损失相一致,此阶段发生B10H2-10的脱氢产生氢气和非晶态硼的过程,在热分解第一阶段会生成熔融分解型的中间产物四乙基铵阳离子;第二步反应质量损失39.4%,接近第二阶段气体质量损失的计算值43.4%,是四乙基铵阳离子上的质子转移并通过Hoffman消除反应生成乙烯和Et3N,Et3N进一步分解为C 2H 6、NH3、H2和碳单质。     

CL-20的催化热分解行为及非等温分解反应动力学

在程序升温条件下，用DSC、TG研究了CL-20、CL-20／PbCO3、CL—20/邻苯二甲酸铅（φ-Pb）和CL-20／2，4-二羟基苯甲酸铅（β-Pb）体系的热分解行为。采用6种微分、积分动力学分析方法计算了它们的热分解反应动力学参数。结果表明，CL-20、CL-20／φ-Pb、CL-20／β-Pb的热分解机理函数均为Avrami—Erofeev方程，其微分形式为f（a）-4（1-a）[-In（1-a）]^3/4，分解机理是随机成核和随后生长，n=1／4。     

乳化炸药基质含水量对其热分解的影响及动力学参数的计算

为研究乳化炸药基质含水量对其热分解特性和化学动力学参数的影响,制备了含水量分别为3.46%和12.27%的乳化基质.用DSC-TG联用仪得到两试样在不同加热速率下的DSC、TG-DTG图谱.通过对比外推起始分解温度、组成及图谱,研究了水含量对其热稳定性和热分解特性的影响.结果表明,无论含水率多少,在被加热初期,基质失重缓慢平稳;失重的主要原因是失水,这些水主要是游离于基质中的水和被加热时少量乳化微粒破乳后释放的水;低含水量基质外推起始分解温度明显低于高含水量.分解开始后,含水量高的乳化炸药基质放热速度和失重速度更快.计算了两种乳化炸药的化学动力学参数.     

水胶炸药的热分解动力学

为研究水胶炸药的热分解特性及化学动力学参数,用非等温热失重(TG)和差热扫描(DSC)联用仪,在2.5、5.0、10.0、20.0、40.0K/min的线性升温速率下,测试了岩石水胶炸药和煤矿许用水胶炸药热分解的起始温度和峰顶温度.用Ozawa法和Kissinger法计算了水胶炸药受热分解的化学动力学参数,得到120、150和250℃时的反应速率常数,计算了等动力学温度点.结果表明,煤矿许用水胶炸药热安定性好于岩石水胶炸药.     

三羟甲基丙烷三硝酸酯的热分解性能

利用高压DSC研究了三羟甲基丙烷三硝酸酯(TMPTN)的热分解特性.结果表明,尽管TMPTN与硝化甘油(NG)和三羟甲基乙烷三硝酸酯(TMETN)的结构相似,但TMPTN的热分解特性完全不同于NG和TMETN.常压下, TMPTN有两个峰,一个是熔化吸热峰,另一个是分解放热峰,而NG则是一个熔化吸热峰,TMETN是一个分解放热峰,没有熔化吸热峰;在高压下, TMPTN也有一个熔化吸热峰和一个分解放热峰,只是熔化吸热峰相对没有常压下的明显,随着压力的不同,峰形、峰温、放热量都明显不同.同时对TMPTN的分解机理进行了初步分析,并获得了TMPTN的热分解反应动力学参数.     

DTHL炸药热分解动力学研究及贮存寿命预估

通过NBK型"拉瓦"材料热稳定性测试系统研究了DTHL熔铸含铝混合炸药的全分解过程,得到分解放出气体压力p和放气量VH与时间t的关系曲线,并对其进行了初始热分解动力学分析和贮存寿命预估。结果表明,DTHL熔铸炸药在110~140℃范围内,其初始热分解反应机理函数符合成核和生长(n=2)的Avrami-Erofeyev方程;表观活化能和指前因子分别为Ea=120.29kJ.mol-1,A=109.99s-1。以放气量2mL/g为临界点,用Berthlot方程外推得到DTHL熔铸炸药在25℃和20℃条件下的贮存寿命为18.8年和30.7年。     

用ESEM技术研究AP的热分解反应

采用环境扫描电镜(ESEM)技术对AP颗粒在低温(150～240℃)段进行快速和慢速升温试验,研究了整个形貌的变化历程.结果表明,ESEM能够直观地发现AP颗粒在低温下存在气相反应;在150～170℃,AP颗粒表面开始出现微孔;在170～190℃,微孔数量急剧增加;在190～210℃,表面形成多孔结构;在210℃～24...     

苦味酸铋的合成、分解反应动力学及热安全性

合成了苦味酸铋配合物(Bi-PA),对其结构进行了表征,并用TG-DTG及DSC技术研究了化合物的热行为和分解反应动力学。结果表明,在TG曲线上出现一个最大的失重阶段,对应于DSC曲线上的最大放热峰。放热分解反应过程可以认为是化学反应,其机理方程的微分式为f(α)=3(1-α)[-ln(1-α)]2/3,动力学方程为dα/dt=1013.51(1-α)[-ln(1-α)]2/3e-1.96×104/T。反应阶段的活化熵(ΔS≠),活化焓(ΔH≠)及活化自由能(ΔG≠)分别为2.25J.mol-1.K-1,159.82kJ.mol-1及158.60kJ.mol-1。