高氯酸铵粒径对3D打印含能树脂药柱燃烧性能的影响

为了改善光敏树脂的燃烧性能,通过添加不同粒径和含量的高氯酸铵（AP）作为氧化剂,利用3D技术打印出含能树脂药柱。考察了AP在光敏树脂中的分散性及燃烧性能。结果表明:粒径为5.28 μm的AP在光敏树脂中的分散性最好;打印成型的含能树脂药柱燃速最快,残渣率最小。与打印成型的纯树脂药柱相比,该药柱的燃速提高了14倍,残渣率降低了94.30%。随着AP的质量分数从10%增至50%,药柱燃烧性能明显改善;当AP的质量分数为50%时,含能树脂药柱的燃速最高,残渣率最小,分别为1.05 mm/s和1.10 %。差热分析表明,含粒径为5.28 μm的AP的含能树脂药柱温度峰值出现最早,放热量最高。     

高燃速功能材料对高能发射药性能的影响

为了研究一种具有高能、高燃速特性的新型发射药,在高能发射药的配方体系中添加了两种高燃速功能材料乙二胺-三乙烯二胺高氯酸盐(SY)和硝酸肼镍(NHN)。利用密闭爆发器试验研究高燃速功能材料对高能发射药燃速特性的影响规律,并考察其对高能、高燃速发射药综合性能的影响。采用中止燃烧试验和SEM探索了燃速提高的机理。结果表明,添加质量分数3%的SY或NHN可以有效地提高发射药的燃速,使燃速分别提高了31.8%、17.8%,SY对燃速的提高效果更为显著;高能、高燃速发射药的火药力为1 200 J/g左右,具有较高的能量特性;在20 ℃和－40 ℃下,NDCS-02(含SY)的抗冲强度分别为73.89 kJ/m²和7.12 kJ/m²,NDCN-02(含NHN)的抗冲击强度分别为未断和6.60 kJ/m²,力学性能优良;NDCS-02和NDCN-02的撞击感度分别为19.0、22.4 cm,摩擦感度分别为84%、90%,都可以满足应用要求;NDCS-02和NDCN-02化学安定性测试的放气量分别为1.15、1.79 mL/g,安定性较好。中止燃烧试验和SEM的测试结果表明,高燃速功能材料先于发射药基体燃烧,使燃烧过程中燃面增加,从而提高燃速。     

缓燃型NLG桥塞火药的性能研究

采用常压燃烧实验、热分析实验以及桥塞工具地面实验等方法,研究了新型NLG缓燃桥塞火药的常压燃烧性能、热分解特性及其在桥塞工具中的燃烧性能。结果表明：缓燃型NLG桥塞火药具有燃速低、燃烧残渣粘附性低的特性;通过调节桥塞火药配方中粘合剂含量、氧化剂粒度和降温剂含量等可改善其燃烧性能;缓燃型NLG桥塞火药在桥塞工具中燃烧稳定,能可靠完成坐封工作,具有很好的应用前景。     

含退役火药新型高爆速震源药柱配方和工艺的研究

根据退役发射药品种、规格型号、性质不同,解决发射药粉碎和推进剂切割加工技术的问题.含退役火药乳化炸药以(O)60mm内装药,配置150g传爆药柱,产品密度在1.40 ～1.43 g/cm3之间,爆速可达到6300 m/s,爆炸连续性达12kg.通过实验数据,分析了发射药粉粒度、密度、装药直径对爆速的影响.在上述配方基础上压入推进剂,可使密度提高到1.47 g/cm3,爆速达到7300 m/s以上,同时储存期可达到2年以上,性能优于铵梯高爆速震源药柱,成本低廉,无污染.为退役火药的综合利用开辟新途径.     

硼/铬酸钡延期药的燃速与数值分析

为了研究硼/铬酸钡延期药在温度为-15 ～50℃,硼含量为2％ ～ 14％范围内燃速变化规律.对硼/铬酸钡延期药的燃速的实验数据采用最小二乘法进行模拟,提出了硼/铬酸钡延期药的经验燃速公式.结果表明;当硼含量为2％时,硼/铬酸钡延期药不能完全燃烧,出现瞎火;在硼含量为4％～14％时,随着硼含量的增加,燃速加大;在硼含量一定时,随着温度的提高,硼/铬酸钡延期药的燃速也出现小幅提高.     

复合有机酸铅对CMDB推进剂热分解及燃烧性能的影响

为研究新型燃烧催化剂复合有机酸铅(Mu-Pb)对改性双基（CMDB）推进剂的热分解和燃烧性能的影响,通过靶线法分析了添加Mu-Pb的HMX/Al-CMDB推进剂的热分解和燃烧特性;同时,采用差示量热扫描仪(DSC)进一步研究了Mu-Pb对CMDB推进剂及硝化棉（NC）/硝化甘油（NG）、奥克托今(HMX)热分解行为的影响。结果表明,一定压力区间内,随着Mu-Pb含量的增加,CMDB推进剂燃速有所升高,燃速压强指数n有降低趋势。当Mu-Pb质量分数由2%增加至4%时,10 MPa下CMDB推进剂的燃速提高了15%,且10~22 MPa时的n由0.67降低至0.40。Mu-Pb对CMDB推进剂热分解的两个阶段均有催化作用,因而可以提高推进剂的中、低压燃速,且其对第2阶段HMX的热分解促进作用更为显著,可以使HMX的热分解表观活化能Ea降低近70%,而对第1阶段NC/NG的Ea影响相对较小。     

3,5-二(硝氨基)-1,2,4-三唑肼盐在CMDB推进剂中的应用

以复合改性双基(CMDB)推进剂为基础,研究了3,5-二(硝氨基)-1,2,4-三唑肼盐(HDNAT)与推进剂主要组分间的相容性,以及用HDNAT替代推进剂中的RDX/HMX对推进剂燃烧性能的影响。结果表明,HDNAT与CMDB推进剂主要组分HMX、NC、NG、RDX相容性良好,与DINA相容性不佳,但由于配方中DINA的质量分数仅为3%~5%,HDNAT可安全应用于该类推进剂配方中;RDX-CMDB及HMX-CMDB推进剂中加入一定量HDNAT可大幅度提高燃速,其中HMX-CMDB推进剂中HDNAT质量分数达到20%时,10MPa燃速可突破40mm/s。     

5-氨基四唑/氧化铜气体发生剂燃烧性质的研究？

采用量热法、热电偶测温法、红外测温法、排水法、气相色谱法、烟气分析法,测定了不同氧平衡状态的5-氨基四唑/氧化铜气体发生剂的燃烧性能,即燃烧热、燃烧温度、产气量、主要气体成分、有害气体成分,并进行分析研究。结果表明,不同氧平衡的5-氨基四唑/氧化铜气体发生剂整体上燃烧热低（913~1166 J/g ）,燃烧温度低（395~697℃）,零氧平衡附近时有害气体较少。     

短切碳纤维在高能高燃速螺压改性双基推进剂中的应用

根据短切碳纤维的特性，进行高能高燃速改性双基推进剂配方设计。在推进剂中加入不同规格、不同含量的碳纤维，测试推进剂的燃烧性能、力学性能、内弹道性能，研究短切碳纤维对高能高燃速推进剂性能的影响。采用吸收-压延(平辊、沟槽)-螺旋压伸的制备工艺，用靶线法、最大抗拉强度/最大延伸率法、抗压强度/压缩法和比冲推力台法，测试了推进剂性能。结果表明：碳纤维的加入能够显著地提高推进剂的燃速；随着碳纤维长度和含量增加，推进剂燃速呈递增趋势；碳纤维加入后，推进剂的抗压强度有微小幅度的改善；推进剂内弹道性能稳定，曲线平滑，平台效应依然显著。     

燃烧催化剂及降速剂对CMDB推进剂燃烧性能的影响

采用靶线法测试了6~17MPa奥克托今基复合改性双基推进剂(HMX-CMDB)的燃速,通过调节不同种类燃烧催化剂组合(铅盐、铜盐和炭黑)研究了催化剂对HMX-CMDB推进剂燃烧性能的影响;通过调节不同降速剂的含量,研究了降速剂对HMX-CMDB推进剂燃烧性能的影响。结果表明,采用Φ-Pb、Sa-Cu和CB-1的催化剂组合,对推进剂燃速提高的催化效果最明显,15MPa下的燃速达到21.80mm/s;采用St-Pb、β-Cu和CB-2的催化剂组合,对抑制推进剂燃速提高效果较好,15MPa下燃速仅为9.43mm/s。通过加入降速剂,可以有效地降低HMX-CMDB推进剂的燃速,降速剂甘油三醋酸酯(TA)具有相对更好的降低燃速效果;蔗糖八醋酸酯(SOA)则具有更好的降低燃速压强指数效果。     

微胶囊红磷和聚苯醚对高抗冲聚苯乙烯的协同阻燃作用

利用微胶囊红磷(MRP)和聚苯醚(PPO)来提高高抗冲聚苯乙烯(HIPS)的阻燃性能, 通过熔融共混法制备了一系列不同组成的MRP-PPO/HIPS复合材料。采用水平燃烧、垂直燃烧、氧指数、锥形量热分析、高温热分解实验等方法研究了复合材料的阻燃性能。研究表明, 阻燃剂用量相同时, 在HIPS基体中同时加入MRP和PPO得到的复合材料比单独加入MRP或PPO得到的复合材料具有更好的阻燃性能。当MRP-PPO/HIPS的质量比为10:20:70时, 复合材料的氧指数为23.9%, 水平燃烧级别达到FH-1级, 垂直燃烧级别达到FV-0级, 阻燃性能达到最佳。MRP用量过多时, 复合材料的阻燃性能下降。研究认为, PPO和MRP对HIPS具有较强的协同阻燃作用。两者以适当比例并用时能够使复合材料在燃烧时的热释放速率和燃烧热大幅度减小, 降低了气相燃烧区的温度, 起到气相阻燃作用。同时, 复合材料在热分解和燃烧时能够生成连续和致密的炭层, 抑制了燃烧过程中的热量传递和物质交换, 起到凝聚相阻燃作用。因此, 复合材料的阻燃性能显著改善。     

MgO-微胶囊红磷/高抗冲聚苯乙烯复合材料的阻燃性能

通过熔融混合方法把MgO和（或）微胶囊红磷（MRP）加入高抗冲聚苯乙烯（HIPS）基体中制备了一系列不同组成的MgO-MRP/HIPS复合材料。采用极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL-94）、锥形量热分析、TGA、SEM、XRD、FTIR等方法研究了复合材料的阻燃性能。结果表明,MgO和MRP单独使用时对HIPS的阻燃作用较小,但是当二者以适当比例共同使用时对HIPS有明显的协同阻燃作用。当MgO∶MRP∶HIPS的质量比为35∶15∶100时,复合材料的LOI为24.7%,UL-94级别达到V-0级,热释放速率和总热释放量显著降低,表现出良好的阻燃性能。MgO-MRP/HIPS复合材料在无氧条件下热分解时,MgO、MRP与HIPS之间无相互作用。但是,在空气中热分解或燃烧时,MgO和MRP均能够促进HIPS成炭。MgO-MRP/HIPS复合材料燃烧时能够在材料表面生成连续致密的炭层,起到防火屏障作用,提高材料的阻燃性能,燃烧残余物主要由结晶性MgO和含磷的无定形碳组成。此外,MgO-MRP/HIPS复合材料燃烧时MRP在气相也起到了一定的阻燃作用。     

Upward buoyant filtration combustion

Heterogeneous combustion in a porous sample with only the top and bottom ends of the sample open to gas flow is considered. Gas enters the sample due to buoyant upward convection. That is, ignition at the bottom produces an upwardly propagating filtration combustion wave which induces hot gas to rise, thus pulling cool, fresh gas containing oxidizer in through the bottom of the sample. The gas moves through the solid products to reach the reaction zone just as in forced forward filtration combustion. In contrast to forced forward filtration combustion, in which the incoming gas flux is fixed by an external source, here the incoming gas flux is determined by the combustion process itself. That is, the incoming gas flux is determined by the burning temperature which in turn is affected by the incoming gas flux. Thus, a feedback mechanism exists which hinders ignition of the samples, but also makes the wave hard to extinguish, once it has formed. A one-dimensional model is analyzed and two types of wave structure, termed reaction-leading and reaction-trailing according as the reaction occurs at the leading or trailing edge of the heated region of the sample, respectively, are determined. For each structure, two solution modes are described, termed stoichiometric and kinetically controlled, according as the rate of oxygen supply or the kinetics controls propagation of the wave. In each of these four situations, expressions are derived for the evolution of the burning temperature, propagation velocity, incoming gas flux, degree of oxidizer consumption and degree of fuel conversion as the wave moves through the sample. In addition, profiles for the temperature are described. Analysis of the case where significant heat is lost through the sides of the sample leads to extinction limits and demonstrates the sensitivity of the wave structure to changes in external heat losses.     

蒙脱土/聚苯乙烯复合材料的热分解成炭行为

将聚苯乙烯(PS)树脂与不同种类蒙脱土(MMT)进行熔融复合制备MMT/PS复合材料, 通过X射线衍射(XRD)和高分辨透射电镜(HRTEM)对复合材料的微观结构进行了研究。采用SEM、 EDX、 XRD、 氧指数法和锥形量热法研究了复合材料的热分解成炭行为和燃烧性能。结果表明: 用蒙脱土原土(NaMMT)制备的NaMMT/PS复合材料是一种简单物理混合物, 用有机蒙脱土(OMMT)制备的OMMT/PS复合材料是一种插层-部分剥离型纳米复合材料。MMT与PS质量比为6:100时, OMMT/PS复合材料的热释放速率峰值和平均值分别只有NaMMT/PS复合材料相应值的70.7%和67.4%, 火灾性能指数(FPI)是后者的1.2倍, 氧指数比后者增加1.0%, 热分解残余物表面碳元素含量是后者的2.5倍。OMMT/PS复合材料热分解后在材料表面生成一层厚厚的致密、 连续的含碳硅酸盐残余物层, 起到良好的阻燃作用, 而NaMMT/PS复合材料几乎没有成炭能力, 其热分解产物全部来自NaMMT本身的热分解, 阻燃性能很差。     

Fire and explosion hazards of chlorine-containing systems

In the chemical industry chlorine is an important compound, produced and used on a very large scale. This paper deals with the fire and explosion hazards of chlorination reactions and the handling of free and bound chlorine-containing systems. Some relevant characteristics will be presented, such as flammability limits, auto-ignition, quenching diameter, burning velocity and detonation limits, especially for the system methyl chloride—chlorine. Autoignition temperatures of systems containing chlorine as an oxidant are usually much lower than the corresponding values in air or oxygen. For example, for methyl chloride the value measured (215°C) is approximately 400 degrees lower than the corresponding value in air. On the basis of the information available and a number of cases illustrating the field of interest, the general case of chlorine-containing systems will be discussed and some consideration given to the safe handling of these systems in a chemical plant, especially in the gas phase.