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乳化炸药与有机溶剂混合物热分解机理研究

陈锋  
【摘要】:近年来,乳化炸药在生产、运输、储藏、使用和废药销毁过程中先后发生了多起财产损失、人员伤亡的恶性事故,由此人们渐渐认识到乳化炸药也具有相当的危险性,开始重视对其危险性的研究。 本研究利用改进的铁板测试技术和TG-DSC联用技术研究了乳化炸药基质及乳化炸药基质与石油醚、汽油或柴油混合物的热化学反应动力学,为乳化炸药及其与石油醚、汽油或柴油混合物在焚毁过程中发生爆炸的安全性判断提供理论依据。 研究表明: (1)乳化炸药基质试样的燃烧过程是乳状液结构破坏、油水相分离、水分蒸发和有机物质碳化,然后系统发火,待反应物质消耗殆尽时,系统熄火。其燃烧与环境温度有着密切的关系,当非绝热semenov数处于亚临界和临界值时,爆炸延滞期延长。一旦环境温度超过临界爆炸温度,随环境温度的升高,爆炸延滞期将变短; (2)通过铁板实验获得了乳化炸药基质及其与有机溶剂混合物的活化能和相关参数,其中乳化炸药基质的活化能为163.3kJ/mol。通过TG-DSC实验获得了乳化炸药基质及其与有机溶剂混合物的活化能、指前因子和分解反应机理函数,其中乳化炸药基质的活化能为94.42kJ/mol,比铁板实验所得活化能小,这是由两测试系统的不同所造成的; (3)乳化炸药基质及其与可有机溶剂混合物的分解反应过程受扩散机理控制; (4)乳化炸药与有机油溶剂混合物在受热或遇火焚烧时将比纯乳化炸药更容易发生热分解反应,即其发生爆炸的可能性更大,这在乳化炸药生产、储存、运输,使用和废药销毁过程中应引起足够的重视。


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