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乳化炸药体系界面化学特性的研究

张福炀  
【摘要】: 乳化炸药体系的界面性质是乳化炸药稳定性的重要研究内容,直接关系到其生产、储存、运输和使用过程的安全。乳胶基质是一种特殊的乳状液。本论文通过测试油水两相之间的界面张力和界面剪切粘度实验,考察了不同碳质燃料、不同硝酸铵浓度的水相、不同表面活性剂等因素对乳状液的界面性质的影响。 首先通过CCA-100界面张力仪测量硝酸铵、硝酸钠水溶液的界面张力。保持水相温度100℃,研究了硝酸铵、硝酸钠含量对水相溶液表面张力的影响;对液态下碳质燃料的表面张力与温度的关系进行了分析,并在碳质燃料油中加入不同含量的乳化剂,考察乳化剂对碳质燃料油表面张力的影响;按油水两相质量比为94:6设计配比不同的水相和油相,测量油水两相之间的界面张力,分析了乳化剂种类和含量、硝酸铵浓度、硝酸钠浓度对两相界面张力的影响。其次使用日本协和SVR·S型界面粘弹性仪,在保持体系温度40℃的条件下,测量了硝酸铵水溶液与柴油和机油体系的界面粘度,考察了乳化剂、燃料油对体系的界面粘度及界面膜屈服值的影响,实验所得主要结论如下: (1)水相溶液总质量一定时,保持含水量不变,水相溶液的表面张力随着水相中硝酸铵、硝酸钠两组分含量的变化。当硝酸铵含量为72%、硝酸钠含量为12%、水含量为10%时,水相的表面张力最低。 (2)液态下碳质燃料油的表面张力随着温度的增加,呈线性下降趋势。当碳质燃料油中乳化剂质量含量在0~2.5%之间时,表面张力随着乳化剂含量的增加而下降,但下降幅度较小;当乳化剂质量含量在8.3~58.3%之间时,碳质燃料油的表面张力随乳化剂含量增加而增加。 (3)乳化剂的加入可以显著降低油水两相之间的界面张力。当乳化剂质量含超过0.8%时,随着乳化剂含量的增加界面张力基本上保持不变。乳化剂临界胶束浓度cmc为0.8%。 (4)在保持恒定温度的条件下,随着乳化剂SP-80的含量增加,油水体系的平衡时的界面粘度,先下降而后增加;随着乳化剂T-152的含量增加,油水体系的平衡时的界面粘度逐步增加。 (5)油水界面间形成界面膜的屈服值随着乳化剂的含量增加逐步增加,且机油体系比柴油体系的界面屈服值大。


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