用加速量热仪研究乳化炸药的热稳定性

使用加速量热仪（ARC）研究了一种新型乳化炸药的热稳定性,得到了乳化炸药样品的热分解温度和压力随时间的变化曲线以及自热速度,分解压力随温度的变化曲线,分析了其热分解过程,计算了表观活化能Ea和指前因子A。测试和分析结果表明所测试的乳化炸药具有良好的热稳定性。     

乳化炸药高压热分解试验研究

为分析压力在乳化炸药泵送事故中的影响,运用高压加速量热仪对乳化炸药、硝酸铵和含有10%水分的硝酸铵样品热分解特性进行研究。结果表明:压力对于乳化炸药,硝酸铵和含有10%水分硝酸铵样品的热分解有着显著的影响,压力条件下虽然起始分解温度基本没有变化,但是样品反应速率有了显著的升高,导致放热量增大。水分的存在阻碍硝酸铵的热分解,在乳化炸药配方中适当增加水份含量可以提高乳化炸药生产安全性。分析认为相比于温度,压力对于泵送事故的影响更为关键。     

复合乳化剂对乳化炸药热安全性影响研究

为了探究复合乳化剂对乳化炸药热分解特性的影响,使用C80微量热仪通过MC法研究了乳化剂A(SP80)和乳化剂B(T152)作为单一乳化剂和复合乳化剂(加入比例为1:1、1:2、2:1)制备的乳化炸药。以升温速率为0.5K/min时的C80热流速曲线为基础来求解5种炸药热分解反应的表观活化能(Ea)、指前因子(lnA)等热安全参数。结果表明,使用复合乳化剂制备的乳化炸药稳定性均高于使用单一乳化剂的乳化炸药。采用复合乳化剂可导致乳化剂分子间排斥作用降低,使分子排列更紧密,增加了界面膜的致密性。当加入的乳化剂比例为m(SP80):m(T152)=1:2时,由于两种乳化剂相互作用形成致密的复合界面膜,其稳定性最高。     

过氧化氢异丙苯热稳定性与热安全性研究

为研究过氧化氢异丙苯(CHP)的热稳定性和热安全性,利用C80微量量热仪对CHP在空气中的热分解进行试验研究。利用热分析技术研究CHP的热分解,得到了升温速率对CHP热分解的影响,CHP热分解的活化能,绝热条件下最大反应速率到达时间Tmrad和不同包装下的自加速分解温度。结果表明:随着升温速率的增加,CHP的起始放热温度和最大放热温度随之升高;CHP热分解的活化能范围为52～91 kJ/mol;Tmrad为1,8,24,50和100 h时对应的起始温度分别为118.08,75.41,55.83,44.83和34.52℃;CHP的储罐内径越大,其对应的自加速分解温度越低。     

敞开气氛中硝酸铵热分解过程危险特性的实验研究

利用差热分析仪分析和研究了敞开气氛中硝酸铵的热分解过程,通过在硝酸铵样品中加入酸性物质、KCl、有机物等各种杂质,研究硝酸铵热分解过程的影响因素。结果表明,在敞开气氛中,酸性物质和KCl对硝酸铵热分解过程具有催化作用,有机物会降低硝酸铵的热稳定性,研究结论可以为解决硝酸铵的生产、储存和运输过程中的安全问题提供重要参考。     

环氧乙烷热稳定性及杂质对其影响研究

为研究环氧乙烷热稳定性及杂质对其影响,利用C600微量量热仪对环氧乙烷进行热分解试验研究,获得了环氧乙烷分解活化能和绝热条件下到达最大反应速率所需时间(TMRad)等动力学参数.研究了氢氧化钾固体、45％氢氧化钾溶液、三氧化二铁和六水三氯化铁对环氧乙烷热分解特性的影响.结果表明:随温升速率的增加,环氧乙烷热分解起始放热温度逐渐增大;分解活化能E在55～ 90 kJ/mol;环氧乙烷在常温下不易发生热失控;但氢氧化钾固体、45％氢氧化钾溶液、三氧化二铁和六水三氯化铁均对环氧乙烷的热分解有一定程度的影响,使其起始放热温度和最大放热温度都有不同程度的降低,且氢氧化钾溶液和氢氧化钾固体的影响最为明显.     

C60丙二酸二(2,4,6-三硝基苯乙基)酯马来酸聚合物铅盐的合成

以TNT和甲醛为原料,首先得到2,4,6-三硝基苯乙醇(TNPE),TNPE和丙二酰氯经酯化反应合成得到丙二酸二(2,4,6-三硝基苯乙基)酯(TNPEM),TNPEM与C60通过Bingel反应制备了C60丙二酸二(2,4,6-三硝基苯乙基)酯(FTNPEM).FTNPEM再与马来酸和硝酸铅通过共聚合成盐反应得到含能的C60丙二酸二(2,4,6-三硝基苯乙基)酯马来酸聚合物铅盐5.采用FT-IR、UV-Vis、GPC、XPS、XRD等表征方法对聚合物及其铅盐的结构进行了分析.利用差热分析法(DTA)和热重分析法(TGA)对聚合物铅盐5的热稳定性及其对RDX的热分解催化作用进行了研究.结果表明,在空气气氛下,聚合物铅盐5初始分解峰值温度为239℃,表明产物热稳定性良好.对RDX热分解催化作用研究结果表明,聚合物铅盐5能加速RDX的分解,并使RDX分解峰温降低6℃.     

常见化学品对偶氮二异丁腈热稳定性的影响

为研究常见化学品对偶氮二异丁腈(AIBN)热稳定性的影响,利用C600微量热仪对AIBN及AIBN与水、酸、氢氧化钠、氯化钠和铁等物质混合的热分解反应进行试验探究,根据试验数据得出相应的热力学和动力学参数,并利用傅里叶变换红外光谱仪对它们的分解产物进行分析。结果表明:AIBN本身的热稳定性较差;水、酸、氢氧化钠、氯化钠和铁等物质使AIBN的放热反应变剧烈,反应对温度的变化更敏感,反应速率常数增大;这些物质的加入不会改变AIBN的热分解反应产物。     

过氧化二异丙苯的热稳定性研究

用TG-DTG-DTA(热重-微分热重-差热)联用技术研究了过氧化二异丙苯在动态氮气气氛中的热分解过程.过氧化二异丙苯DTA曲线呈现一个吸热熔化峰和一个放热分解峰.在不同升温速率的TG曲线上,过氧化二异丙苯失重开始温度大致相同.采用无模式方法的Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法和Starink法对热分解的数据进行非等温动力学分析处理,求出了热分解反应的表观活化能.Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法计算得的活化能的值为112.39 kJ/mol,Starink法计算得的活化能的值为111.23 kJ/mol.     

奥克托今在丙酮中的热安全性研究

奥克托今(HMX)作为爆速高和耐热性好的炸药被广泛应用,其制备提纯工艺均在丙酮中进行。为研究HMX在丙酮中的热安全性,用差示扫描量热-热重(DSC-TG)同步热分析仪研究HMX的热分解过程。测得升温速率为5,10,15,20℃/min的DSC和热重-微商热重法(TG-DTG)曲线,并得出分解峰温分别为279.8,282.5,284.5和288.8℃。用自行设计的临界爆温测试装置,通过小容量法测定HMX、丙酮以及HMX的丙酮溶液的临界爆炸温度。结果表明,在试验条件下,HMX的丙酮溶液的临界爆炸温度高于纯HMX的临界爆炸温度,说明丙酮抑制了HMX的热分解反应,当HMX溶液质量分数为10%时,临界爆炸温度最高,热安全性最好。     

氢化锆对太安空中爆炸及热安全性能影响的研究*

为研究氢化锆对太安空中爆炸及热安全性的影响,分别对氢化锆/太安混合炸药（ZrH2/PETN）和太安单质炸药开展空中爆炸实验和热分析实验,得到相应的压力时程曲线和TG、DSC热分解曲线。研究结果表明:氢化锆的添加会降低混合炸药的压力峰值,但能显著提高其正相作用时间,氢化锆含量为10%、20%时,氢化锆/太安混合炸药的正相冲量与太安相当。同时与纯太安相比,氢化锆/太安混合组分的最大质量损失速率下降约51.07%~60.04%,热爆炸临界温度及自加速分解温度最大提高约8.78%和9.93%,但混合组分中氢化锆的加入并未改变太安的热分解机理,说明氢化锆作为惰性热稀释剂能够改善其热安全性。     

改进的HAZOP-LEC法在乳化炸药生产工艺中的应用

为提高乳化炸药生产线风险评价的客观性和适用性,建立了乳化炸药生产线改进HAZOPLEC法。在分析乳化炸药工艺流程的基础上,运用HAZOP法辨识影响乳化炸药安全生产的工艺偏差;根据偏差辨识结果,重新确定了LEC法中L指标的分值及条款;考虑不同的安全管理水平对危险等级的影响,引入安全管理补偿系数R。对某化工公司乳化炸药生产过程进行风险评价,结果表明,基质超温、转子与定子间含杂质、螺杆泵压力超压、流量不正常、装药温度超温5个偏差的偏差危险程度较高,偏差等级为二级。     

含能材料CL-20的热安全性测试分析

CL-20是一种高能量、高性能的炸药。为了研究CL-20的热分解性能,分别采用DSC-TG、DSC-TG-QMS联用系统和高压型差示扫描量热仪(DSC 204 HP)对CL-20的热安全性进行了测试分析,并计算了CL-20的热力学参数和动力学参数。结果表明,CL-20固体炸药在不同升温速率下的TG曲线基本相似,都只有一个台阶。在升温速率为10 K/min时,CL-20在放热峰温处的活化焓、活化熵和活化自由能分别是177.26 k J/mol、52.61 J/(K·mol)和149.7 kJ/mol。CL-20热分解后的气体产物主要有NO、CO、CO_2和H_2O,离子流强度约为10-9A,其中H_2O的离子流强度最大。不同压力时CL-20热分解的过程不同,在压力高的情况下CL-20分解放热更多,反应过程越剧烈,热安全性越差。与常压下相比DSC放热峰值温度降低。     

过氧化二异丙苯的热稳定性及安全性研究

为了分析过氧化二异丙苯(Dicumyl Peroxide,DCP)的热稳定性和热安全性,利用C80微量量热仪对DCP在空气中的热分解及稳定性能进行试验研究,得到了升温速率对DCP热分解的影响规律,运用AKTS高级热动力学软件计算得到DCP热分解的活化能及指前因子、绝热条件下最大反应速率到达时间TMRad和不同包装下的自加速分解温度。结果表明:随升温速率增加,DCP的起始放热温度和最大放热温度升高;并由Friedman法得到不同转化率下活化能E和指前因子A的关系,计算得到DCP热分解的活化能范围为50~130 kJ/mol;TMRad为1 h、8 h、24 h、50 h和100 h时对应的起始温度分别为105.33℃、84.38℃、74.38℃、68℃和62℃;DCP的储罐内径越大,其对应的自加速分解温度越低。在生产、制造、储存、运输等过程中,应防止因温度变化而引发DCP的自分解放热爆炸事故。     

双丙胶乳生产工艺及其产物的热危险性试验研究

为探究双丙胶乳生产工艺热危险性及其产物的热分解特性,开展双丙胶乳合成工艺试验,采用全自动反应量热仪(RC1e),测定反应过程中的放热特性;采用同步热重(TG)分析仪,测试反应产物在空气和氮气气氛中的热解性能;评估反应过程的热危险性,分析反应生成的双丙胶乳的热分解过程,并运用等转化率动力学方法(Starink法和Friedman法)计算产物热分解过程中的表观活化能(Ea)。结果表明:双丙胶乳生产工艺的反应热危险性等级为1级,相对安全;在空气气氛下,双丙胶乳的热分解过程包括4个阶段,且几乎无残余,而在氮气气氛下,双丙胶乳的热分解过程分为3个阶段,残炭率约为9. 22%;通过Starink法和Friedman法计算得到的Ea范围分别为32. 65～113. 45 kJ/mol和29. 70～175. 90 kJ/mol。     

RDX基PBX在高温条件下热损伤表征试验研究

炸药热损伤特征及演化行为对装药安全性具有重要影响。为探究高聚物黏结剂炸药(Polymer Binder Explosive, PBX)在不同温度载荷下的内部损伤和演化行为,对无约束状态下炸药进行烤燃试验,使用分析天平监测炸药的质量变化,并采用显微镜和扫描电子显微镜等技术对炸药样品的表面和内部损伤进行表征。结果表明：温度越高,炸药的质量损失越大且损失速率越快;加热过程中黏结剂先发生熔化,随着加热时间变长和温度升高,黏结剂熔化程度增大,流动性增强,气体从炸药表面孔洞内逸出,孔洞增多且尺寸变大;温度越高炸药内部出现的孔隙越多,孔隙尺寸越大,孔隙主要是由于气体从试样内部逸出形成;炸药内部比表面积变化趋势为上升—下降—上升,其变化趋势受到化学反应速率和黏结剂的流动及损失影响。黏结剂材料的热稳定性是影响炸药热损伤演化行为的重要因素。     

浅论乳化炸药制药过程中的安全问题与对策

文章结合生产实际分析了乳化炸药制药过程中的安全问题,提出解决问题的对策,提醒人们重视乳化炸药制药过程中的安全工作.     

硝酸异辛酯的热安全性研究

为了研究十六烷值改进剂—硝酸异辛酯(EHN)的热稳定性与热危险性,采用C600微型量热仪测试硝酸异辛酯的热分解特性.利用热分析技术考察温升速率对EHN热分解特性的影响,并利用活化能、TMRad(在绝热条件下最大反应速率到达时间)和自加速分解速率(SADT)方法评价此改进剂的危险性.结果表明,EHN发生分解反应的起始放热温度和最大放热温度均随着温升速率的增加而增大,且四种温升速率的反应机理是一致的.计算得到EHN热分解活化能在143.6-213.6kJ/mol之间.通过绝热条件下TMRad评价得出EHN在常温常压条件下不易发生危险失控,EHN自加速分解温度为98℃＞75℃,即在常温条件下储运是安全的,为储运硝酸异辛酯提供有力的数据支持.     

壳体缓释技术对带壳装药慢速烤燃反应烈度的缓解作用研究

为了研究2种典型壳体缓释技术对弹药慢速烤燃响应烈度的缓解作用,基于试验条件分别建立无缓释设计、侧壁加工应力槽和端盖加工泄压孔的带壳PBX装药慢速烤燃仿真模型,提出使用热分解反应动力学模型和燃烧反应模型模拟计算不同约束条件下带壳PBX装药从开始加热发生热分解反应到点火燃烧以及炸药与壳体耦合作用的烤燃过程的计算方法。研究结果表明：通过侧壁加工应力槽以及端盖加工泄压孔的缓释结构设计,可以有效地降低壳体破裂时炸药内部的压力及反应度,以达到缓解反应烈度的目的。     

从全混流反应器热稳定性的角度探讨高危工艺的危险性

通过对全混流反应器(CSTR)热平衡条件下多态的分析,探讨热稳定性条件,并对一级不可逆反应在CSTR中的热稳定性进行定性分析;探讨不同反应热和活化能对反应过程热稳定性的影响,及其对反应器发生"飞温"事故要求紧急停车时的控制要求的影响,进而从反应工程的角度对高危工艺的界定提出新的思路。分析结果表明,工艺的危险性不仅与工艺的种类相关,更与工艺本身的热力学、动力学特征密切相关。通过对高危工艺的热稳定状况的分析,能够动态地揭示其在温度扰动下发生"飞温"或"熄火"的过程,从本质上把握高危工艺潜在的危险性,并能有针对性地制定自动化改造方案,提高化工企业的本质安全度。