新型乳化剂的合成及其在工业炸药中的应用

论文摘要

本论文合成了可用于乳化炸药的新型乳化剂——聚异丁烯丁二酸酐—醇胺乳化剂（包括聚异丁烯丁二酸酐—三乙醇胺和聚异丁烯丁二酸酐—乙醇胺）。探索了合成新型乳化剂的反应条件,并且通过测试乳化炸药的安全性能、爆轰性能、储存稳定性等对它们在乳化炸药中的应用进行了研究。新型乳化剂的合成包括两部分。（1）采用高活性聚异丁烯和马来酸酐合成聚异丁烯丁二酸酐,在优化条件下（反应30min后通入氮气,n。马来酸酐）：n。高活性聚异丁烯)=1.7：1、反应温度：210℃、时间：7h),马来酸酐无论采用固体还是液体方式加入,产物的活性物含量最高,达到83.9%。（2）采用聚异丁烯丁二酸酐分别和三乙醇胺、乙醇胺反应得到聚异丁烯丁二酸酐—三乙醇胺和聚异丁烯丁二酸酐—乙醇胺乳化剂。在制备前者时,反应进行完全的条件为：反应在氮气保护下进行,n（三乙醇胺）：n（聚异丁烯丁二酸酐）=1.5：1、反应温度：150℃、时间：5h。制备聚异丁烯丁二酸酐—乙醇胺时,反应完全的条件为：反应在氮气保护下进行,n（乙醇胺）：n（聚异丁烯丁二酸酐）=1.7：1、反应温度：140℃、时间：4h。新型乳化剂在乳化炸药中显示出了良好的应用性能。其在乳化炸药中添加2%后,乳化炸药的爆速达到5400m/s左右。同时,通过测试乳化炸药的机械感度、热感度和相容性发现这两种乳化剂均能满足乳化炸药安全性的要求。通过和聚异丁烯丁二酰亚胺以及Span-80乳化剂比较发现,新乳化剂不但具有较高的乳化效果,同时也提高了乳化炸药的储存稳定性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 乳化炸药的定义和组成
• 1.1.1 乳化炸药的定义
• 1.1.2 乳化炸药的组分及其作用
• 1.1.3 乳化炸药其它添加剂
• 1.2 乳化炸药的发展历程及其发展趋势
• 1.2.1 乳化炸药的发展历程
• 1.2.2 我国乳化炸药的发展趋势
• 1.3 乳化炸药的稳定性及其提高的技术途径
• 1.3.1 乳化炸药的稳定性
• 1.3.2 提高乳化炸药稳定性的技术途径
• 1.4 乳状液的定义及其形式
• 1.4.1 乳状液的定义
• 1.4.2 乳状液的形式
• 1.5 乳状液稳定理论
• 1.5.1 乳状液稳定性的界面膜理论
• 1.5.2 乳状液稳定性的双电层理论
• 1.6 乳化剂的基本理论
• 1.6.1 乳化剂作用的物理化学原理
• 1.6.2 乳化剂的HLB值
• 1.6.3 常见的乳化剂种类
• 1.7 本论文研究的主要目的和内容
• 1.7.1 研究目的
• 1.7.2 研究内容
• 2 聚异丁烯丁二酸酐的合成
• 2.1 主要实验仪器和试剂
• 2.1.1 主要仪器
• 2.1.2 主要试剂
• 2.2 实验机理和方法
• 2.2.1 合成机理
• 2.2.2 实验方法
• 2.2.3 分析方法
• 2.3 实验结果及讨论
• 2.3.1 PIBSA结构的红外分析
• 2.3.2 实验条件对反应结果的影响
• 2.4 本章小结
• 3 聚异丁烯醇胺乳化剂的合成
• 3.1 引言
• 3.2 主要实验仪器和试剂
• 3.2.1 主要仪器
• 3.2.2 主要试剂
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 反应方程式
• 3.3.2 合成方法
• 3.3.3 分析方法
• 3.4 PIBSA-TEA乳化剂的合成因素分析
• 3.4.1 聚异丁烯丁二酸酐三乙醇胺乳化剂的红外分析
• 3.4.2 实验条件对反应的影响
• 3.5 PIBSA-MEA乳化剂的合成因素分析
• 3.5.1 聚异丁烯丁二酸酐乙醇胺乳化剂的红外分析
• 3.5.2 实验条件对反应的影响
• 3.6 本章小结
• 4 乳化剂在乳化炸药中的应用
• 4.1 主要实验仪器和试剂
• 4.1.1 主要仪器
• 4.1.2 主要试剂
• 4.2 乳化炸药的制备
• 4.2.1 乳化炸药的配方设计
• 4.2.2 乳化炸药的制备方法
• 4.3 乳化炸药的安全性能
• 4.3.1 乳化炸药的安全性能
• 4.3.2 乳化炸药的相容性
• 4.4 乳化炸药的爆轰性能
• 4.4.1 乳化炸药的爆轰性能
• 4.4.2 和Span-80、T152乳化剂乳化炸药爆速的比较
• 4.5 乳化基质的表征
• 4.5.1 乳化基质分散相粒径的表征
• 4.5.2 乳化基质黏度的表征
• 4.6 乳化炸药的存储稳定性
• 4.6.1 乳化基质的存储稳定性
• 4.6.2 乳化炸药的存储稳定性的影响
• 4.6.3 常温储存试验法
• 4.7 本章小结
• 5 结束语
• 5.1 结论
• 5.2 本课题存在的不足和展望
• 5.2.1 本课题存在的不足
• 5.2.2 展望
• 致谢
• 参考文献