水胶炸药胶体稳定性的研究

论文摘要

水胶炸药的爆炸性能、储存性能以及热稳定性能与胶体稳定性密切相关。文章综述了水胶炸药的胶凝剂、水胶炸药的发展、炸药热分析以及压力减敏研究等方面的概况。对煤矿型水胶炸药胶凝剂溶胶的流变性、储存稳定性、热分解特性以及静压作用下的爆炸性能进行了系统研究。论文工作分为四个部分：1.对不同的胶凝剂浓度、水合温度、剪切速度以及盐浓度下溶胶溶液的表观粘度进行考察。数据表明：在水胶炸药生产过程中,交联之前的溶胶表观粘度受浓度影响较大,表现出非牛顿流体的特征；田菁胶（SG）高分子溶液在不同的温度下的表观粘度变化不大,在20℃～80℃条件下,溶胶受温度的影响较小,有很好的热稳定性；随着剪切速度的增加,表观粘度开始呈递增,当达到一定剪切速度后,表观粘度下降；水胶炸药的各组分盐浓度对溶胶体的流变特性影响类似,盐效应对凝胶体系影响不明显。2.按照设计的新配方制备试样,并对试样进行性能以及储存期爆速测试。结果表明：加入可溶性消焰剂和离子交换型消焰剂的新型煤矿水胶炸药在可燃气安全度上超过了三级煤矿许用水胶炸药水平,达到450g以上；在爆炸性能上,通过抛射臼炮、猛度和殉爆距离的测试,新配方各项性能达到了二级煤矿许用水胶炸药水平；新配方在储存期内爆速具有一定的稳定性,样品2在七个月的储存后爆速稳定在3300m·s-1左右,其胶体具有很好的稳定性能。3.采用微量量热C80对三级煤矿许用水胶炸药、样品2和样品3进行热分解特性测试,结果表明：三级煤矿许用水胶炸药的表观活化能为134.24kJ/mol,样品2的为81.09kJ/mol,样品3的为193.83kJ/mol,表观活化能大小表示炸药反应的能垒,表观活化能越高说明热分解越难进行,反应阻力大,三级煤矿许用水胶炸药和样品3明显高于样品2,说明样品2热稳定性较差,与其胶体储存稳定性能有一定差距。4.测试了二级煤矿许用水胶炸药和样品2在静压下爆炸性能。对数据进行初步分析显示：在静压力作用下,凝胶体系具有的立体网状结构会发生改变,导致炸药性能下降。受压后猛度的变化即能定量衡量该品种炸药爆炸性能下降的程度,指导受压情况下炸药单耗的计算。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• Content
• 图表目录
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 水胶炸药胶凝剂的发展
• 1.2.2 水胶炸药及其热分析技术的发展
• 1.2.3 含水炸药压力减敏的发展概况
• 1.3 本文的主要研究内容
• 2 以田菁胶为胶凝剂的水胶炸药胶体流变特性的研究
• 2.1 田菁胶的概述
• 2.2 以田菁胶为胶凝剂的水胶炸药胶体流变特性的实验研究
• 2.2.1 引言
• 2.2.2 实验材料及仪器
• 2.2.3 实验内容
• 2.2.4 结果与分析
• 2.5 小结
• 3 水胶炸药储存稳定性的实验研究
• 3.1 引言
• 3.2 煤矿型水胶炸药的制备
• 3.2.1 配方的确定
• 3.2.2 制备煤矿型水胶炸药的步骤及工艺流程
• 3.2.3 实验样品的制备
• 3.3 煤矿型水胶炸药性能检测
• 3.3.1 安全性能的检测
• 3.3.2 做功能力的检测
• 3.3.3 第二批试样的猛度和殉爆距离测试
• 3.4 储存期爆速测试
• 3.4.1 测试方法
• 3.4.2 测试步骤
• 3.4.3 试验记录与数据处理
• 3.4.4 结果与分析
• 3.5 小结
• 4 水胶炸药热分解特性的微量量热仪C80测试
• 4.1 引言
• 4.2 微量量热仪C80的介绍
• 4.2.1 微量量热仪C80的主要技术指标与应用
• 4.2.2 微量量热仪C80的基本结构与工作原理
• 4.2.3 微量量热仪C80的实验参数与运行
• 4.3 动力学参数的求解
• 4.3.1 求解动力学参数表观活化能的kissinger方法
• 4.3.2 C80测试结果与分析
• 4.4 本章小结
• 5 水胶炸药胶体静压稳定性的实验初步研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验测试装置简介
• 5.3 实验内容
• 5.4 小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果