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1、 本科毕业设计说明书敏化剂含量对乳化炸药热分解性能的影响SENSITIZER CONTENT INFLUENCE ON THERMAL DECOMPOSITION OF EMULSION EXPLOSIVE 学院（部）： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 18敏化剂含量对乳化炸药热分解性能的影响摘要 炸药的热分解是炸药缓慢化学变化的重要形式，在乳化炸药的乳化过程中，乳化基质温度高达100，是乳化炸药的安全生产的隐患之一；因此，研究乳化炸药的热分解对于其安定性、热爆炸以及工艺条件的确定等均有重要意义。膨胀珍珠岩是一种常用的敏化剂，它能为乳化炸药提供有效的热点，本文用差示扫描量热仪(DSC-TG
2、A)测试了相同升温速率下不同含量膨胀珍珠岩的乳化炸药放热分解反应的起始温度和峰顶温度，研究了膨胀珍珠岩对乳化炸药热分解的影响。随着升温速率的增加，炸药起始热分解温度增大；随着升温速率的增加，炸药热分解所达到的峰顶温度也呈增大趋势。DSC峰温与初始分解温度之差，在一定程度上反映热分解加速趋势的大小。差值愈小，加速趋势越大。根据含AL5%，膨胀珍珠岩2%的乳化炸药和AL5%，膨胀珍珠岩3%乳化炸药在不同温度加速速率下得知，在不同加速温度下，含AL5%，膨胀珍珠岩2%的乳化炸药的温差均小于含AL5%，膨胀珍珠岩3%乳化炸药的温差，含AL5%，膨胀珍珠岩3%乳化炸药的热分解性能较好。关键词：乳化炸药，
3、膨胀珍珠岩，热分解，反应动力学SENSITIZER CONTENT ON THE THERMAL DECOMPOSITION OF EMULSION EXPLOSIVE PERFORMANCE INFLUENCEABSTRACT Thermal decomposition of the explosives is a type of slow chemical change form. In the production process of emulsion explosive , temperature of emulsion matrix has reached as high as 1
4、00, high temperature is emulsifies one of explosive safety in production hidden dangers； Therefore, researching characteristics of thermal decomposition of the emulsion explosive have important significance on its stability, the thermal explosion as well as the technological conditions. The expanded
5、 perlite is often The sensitizer has important influence on thermal decomposition characteristics of the emulsion explosive. Has tested under the same elevation of temperature speed with the differential scanning calorimetry meter (DSC-TGA) different content expansion perlite emulsified blasting exp
6、losive exothermic decomposition reaction initial temperature and the peak temperature, studied the expansion perlite to emulsify the blasting explosive heat-resistant quality influence.As the heating rate increased, the thermal decomposition temperature of explosive initiation is increased; as the h
7、eating rate increased, the thermal decomposition temperature of the peak is also increasing trend. DSC peak temperature and initial decomposition temperature difference, to some extent reflect the thermal decomposition accelerating size. The difference is small, the greater the accelerating trend. A
8、ccording to AL5%, expanded perlite 2% emulsion explosive and AL5%, expanded perlite 3% emulsion explosive in different temperature accelerated the rate that accelerated, at different temperatures, including AL5%, expanded perlite 2% emulsion explosive temperature is less than AL5%, expanded perlite
9、3% emulsion explosive temperature, including AL5%, expanded perlite 3% emulsion explosive thermal decomposition properties.KEY WORD: expanded perlite, emulsion explosive, thermal, sensitizer decomposition kinetics目录中文摘要.I外文摘要.1 绪论.12 敏化剂的作用及影响.2 2.1几种常见的敏化剂.2 2.2敏化剂在乳化炸药中的作用.2 2.3敏化剂对乳化炸药热稳定性的影响.3 2
10、.4膨胀珍珠岩敏化的机理.33 炸药的热分解.4 3.1炸药热分解的一般规律.4 3.2炸药热分解的基本形式.4 3.3炸药热分解的特点.5 3.4 炸药的热分解反应动力学.6 3.5研究炸药热分解的意义.6 3.6炸药热分解的测定方法.6 3.6.1量气法.7 3.6.2失重法.7 3.6.3测热法.8实验.9 4.1乳化炸药样品制备.9 4.2乳化炸药试样的制备.9 4.3差示扫描量热实验（DSC）.10 4.3.1 实验原理.10 4.3.2实验试样.11 4.3.3实验仪器和实验条件.11 4.3.4实验结果与分析.11 4.3.5实验数据处理及结论.14结论.15参考文献.16致谢.
11、181 绪论乳化炸药泛指一类用乳化技术制备的油包水（W/O）乳胶型抗水工业炸药，它是以氧化剂水溶液的微细液滴为分散相，悬浮有分散气泡或空心，膨胀珍珠岩或其它一些多孔材料的似油类材质构成连续介质，形成一种油包水型的特殊乳状液体系。乳化炸药具有优良的抗水性能、爆炸性能、安全性能。乳化炸药是20世纪60年代末发展起来的一种新型抗水工业炸药，也是一类含水硝铵类炸药。早在1969年6月3日，由H.F.布鲁斯于3447978号美国专利中首次透漏。因其具有优良的爆炸性能，抗水性能，原料来源广，工艺简单，生产与使用安全性好，生产成本低，不含TNT，环境污染小，以及爆破炮烟浓度低等一系列优点，而受到各国工艺炸药
12、研究者的重视，并加强其理论与技术的研究, 当时的乳化炸药需借助中继药包引爆, 使用较为不便, 之后的研究主要围绕配方的敏化展开。在我国，自20世纪70年代末开始研究乳化炸药以来，经过20 余年的发展,在产品品种和质量方面有了长足的进步。生产工艺成熟, 机械化、连续化、自动化水平日趋完善, 其产品质量稳定, 安全性能有保障，能够基本满足国内各种爆破工程的需要。乳化炸药须含有气泡以使该炸药具有较好的爆轰感度，通常引入气泡有两种：一种是物理敏化；另一种是化学敏化。故敏化剂是乳化炸药的重要组成部分。各种研究表明，目前为了使炸药的性能达到最佳，炸药中由敏化剂引入的微小气泡的体积应当尽可能地细小，分布要相
13、当均匀，并且保持必要的稳定性，防止气泡的聚集或逸出，以便炸药在储存过程中始终有较高的感度，即在绝热压缩时这些气泡急剧升温形成灼热点。但引入敏化气泡的多少，既要考虑提高炸药爆轰敏感度的有利因素，又要看到影响炸药稳定性、安定性、热分解特性的不利因素。通常引入气泡有化学气泡、机械充气和气泡载体三种。气泡载体又有空心玻璃微球、膨胀珍珠岩和塑料微球。采用膨胀珍珠岩敏化得乳化炸药药体硬度大，成形好，易装药。但存在如下缺点：（1）珍珠岩自身体积大，易吸湿，破碎、运输、保管费用大；（2）对搅拌设备的耐破损强度要求严格，且为粉状，难以实现自动化给料，对环境有粉尘污染，对操作工身体有危害；（3）原材料成本高，比化
14、学敏化成本高。膨胀珍珠岩颗粒是一种白色多孔性的松散颗粒状物料，堆积密度为0.070.20g/cm3，外观呈圆球形，表面有一层玻璃质。一般加入量为2%5%可以较好的保证敏化效果。炸药在热能的作用下，发生分解反应。随着受热温度的提高，分解反应加剧放热效应增大。为了在成型加工和长期贮存中保持既定的性能，要求炸药有良好的热稳定性。研究炸药的热分解有助于我们了解炸药在生产、储存过程中的安定性。在炸药热分析中，通常利用热分析方法来研究它们的反应动力学。根据反应动力学参数和各种温度下的热行为，探讨和确定炸药在生产、加工、使用、运输和贮存中的最佳工艺和环境条件，为确保这些过程的安全可靠性提供重要的实验和理论依
15、据。炸药的初始分解反应速率取决于炸药性质和温度，而与外界条件和有无附加物无关。一般而言，炸药的初始分解反应速率大小决定了炸药最大可能的热稳定性。例如：对NG的单分子反应，速率常数k:K=Aexp(-)半分解期：研究炸药的化学稳定性问题，就是要研究热分解延滞期的规律，自行加速反应的发展的可能性与特点，以及控制自行加速反应的条件和措施。关于乳化炸药热稳定性的研究，通常采用差热分析、差示扫描量热分析仪和加热量热仪方法。2 敏化剂的作用及影响 影响乳化炸药质最关键因素很多，敏化技术是其中之一。敏化的目的是为了提高炸药的感度，通过在炸药基质中混入均匀、分散的微小气泡，以使其在受到外界起爆能的作用下形成灼
16、热点，激发炸药爆炸。引入敏化气泡的多少，既要考虑提高炸药爆轰敏感度的有利因素，又要看到影响炸药稳定性、安定性、热分解特性的不利因素。2.1几种常见的敏化剂物理敏化：将夹带气体的固体微粒添加到乳化炸药中，通常使用的有玻璃空心微球和膨胀珍珠岩。物理敏化方式操作简便，质量稳定，敏化没有后效。化学发泡敏化系指在乳化炸药体系中能够发生化学反应，产生许多微小的气泡并均匀分布在炸药中的物质，常用的有H发泡剂和亚硝酸钠。2.2敏化剂在乳化炸药中的作用(1)它是乳化炸药的基本组分，它能够较好地调节乳化炸药的密度和能量，即通过添加不同数量的敏化剂和改变添加工艺，可以根据需要将乳化炸药的密度控制在所需的范围内。例如
17、，小直径雷管敏感的乳化炸药的密度一般控制为1.05-1.25。就爆轰感度来说，在一定的密度范围内，密度愈小，感度愈高。但从燃破使用的角度来考虑，密度的降低必然引起炸药威力的相应下降，对燃破效果不利，所以乳化炸药的密度要控制得恰到好处。(2)按照炸药起爆的灼热核理论，它可使乳化炸药的爆轰感度明显提高。因为均匀分布的微小气泡在外界起爆冲量的机械能作用下被绝热压缩，机械能逐渐转变为热能，微小气泡不断被加热升温，在秒的短暂时间内形成一系列温度勒达400 600的灼热点，从而激发乳化炸药爆炸。 (3)敏化剂可以有效的阻碍乳化炸药热分解过程中热量的迅速积累，提高乳化炸药生产、储存、运输过程中的安全性。2.
18、3敏化剂对乳化炸药热分解性能的影响乳化炸药在绝热条件下有良好的热稳定性，但加入敏化剂后对它的稳定性有一定的影响，乳化炸药绝热分解具有较高的活化能，炸药在敏化工序时才不会发生激烈的热分解而引起爆炸事故，炸药在储存时也较安全。我们对乳化炸药做热分解实验得出乳化炸药初始分解温度和最高分解温度，就可以在生产过程中控制好敏化温度以保证安全性。乳化炸药中加入敏化剂对于炸药热分解过程中阻碍热量的迅速积累有很好的作用，使乳化炸药的延滞期增加。2.4膨胀珍珠岩敏化的机理热点学说认为，在机械作用下，产生的热来不及均匀地分布到全部试样上，而是集中在试样个别的小点上。在这些小点上温度达到高于爆发点的值时，就会在这些小
19、点处开始爆炸，这些温度很高的局部小点成为热点。热点学说认为，热点的形成和发展大致经过以下几个阶段：(1)热点的形成阶段； (2)热点的成长阶段，即以热点为中心向周围扩展的阶段，其主要表现形式是速燃； (3)低爆轰阶段，即由燃烧转变为低爆轰的过渡阶段； (4)稳定爆轰阶段。膨胀珍珠岩是乳化炸药等含水炸药较有效的敏化剂，实践证明了其所含微气泡敏化的正确性。根据BET法和NH法测定了膨胀珍珠岩的比表面积、孔径分布和空容等微观结构参数。结果表明，膨胀珍珠岩具有较大的比表面积和总表面积、适中的孔径分布以及较大的累积孔体积和累计空面积，为膨胀珍珠岩具有敏化作用和密度调节作用找到了最直接的根据。3炸药的热分
20、解 在热的作用下，物质（包括炸药）分子发生键断裂，形成相对分子质量小于原来物质分子的众多分解产物的现象，称为物质的热分解。 A（原物质分子）B（分解产物）+C（气体产物） （D、E等相对分子量更小的物质）物质分子受热后，热运动加剧，在最薄弱的键处发生分子键断裂，表现出一下现象：（1） 释放出气体；（2） 质量随之少；（3） 除热中性反应外，分解过程中还伴随着热量的变化；（4） 如果在密闭空间，气压将增加。3.1炸药热分解的一般规律炸药的热分解，是指在炸药的发火温度以下，由于热作用，其分子发生分解的现象和过程。炸药的热分解是一种缓慢的化学变化，在分解时一般会出现释放热量、放出气体和失重等现象。就
21、凝聚态炸药而言，按照形式动力学曲线的性质，通常把炸药的热分解分为以下三个阶段：(1) 在反应的初始阶段，分解速率非常缓慢，常规仪器难以测定出来，此时仅仅有少数的活化分子产生，反应在局部发生，生成的产物也很少，属于最简单的分解反应。这个阶段称为热分解延滞期或者感应期。(2) 随着反应的进行，反应速率大幅度上升，分解深度也在不断增加，反应机理变得十分复杂，这个阶段称为热分解加速期。(3) 加速期进行到一定程度时，随着反应物浓度的减少，反应速率开始下降，直到反应物被完全分解，这个时期称为热分解减速期5。在一定温度下，炸药分子处在相对稳定状态，只有较少量的分子因具有活化能而分解。在室温条件下，活化分子
22、数目相对较少，有精密仪器也难以测出其分解现象。而当温度升高时，活化分子数目增多，分解现象明显，分解速度也随之增大。3.2炸药热分解的基本形式炸药的热分解过程常以两种基本形式进行。一种是热分解的初始反应。在一定温度下，炸药热分解的初始反应速度一般决定其最大可能的热安定性。而且在一般的贮存和加工温度条件下，分解反应速度很小。另一种是热分解的第二反应，即自行加速反应。它的反应速度与外界条件有很大关系，而且所达到的反应速度比初始反应大得多。对于一般炸药，其化学安定性并不决定于炸药的初始分解速度，而是决定于其自行加速分解反应的发生和发展。自行加速反应历程比较复杂，基本类型有以下三种：(1) 热积累的自行
23、加速；(2) 自催化加速；(3) 自由基连锁自行加速。3.3炸药热分解的特点炸药热分解的历程是比较复杂的，首先应该考虑化学结构对热分解的影响。由于化学结构不同，所产生的热分解历程也是极不相同。同一种炸药，当其物理、化学性质变化，如晶型、相态的变化等都会影响热分解过程。试验条件不同，如温度、密度、外来添加物等也会影响热分解的规律和分解产物的组成，炸药热分解的特点可以归纳为以下几点：（1）温度升高时炸药的化学变化 炸药热分解首先从初始反应开始，初始反应速度与炸药的种类和反应的温度有关。研究温度对初始阶段反应速度的影响，可以确定炸药分解反应的动力学常数，即活化能、指前因子以及分解延滞期。炸药热分解速
24、度的温度系数很大，温度每升高10时，许多炸药的分解速度大约可以增加4倍。这是因为炸药热分解反应的活化能比一般物质反应的活化能大几倍，而炸药热分解速度常数的对数（lnk）随温度的变化率与活化能（E）值成正比。炸药热分解反应的活化能值较大，说明了两个问题： 炸药分子在常温下有相当好的热安定性； 炸药热分解反应速度对温度的变化率较大。（2）炸药的热分解及其自行加速的特征不同化学结构的炸药的特征彼此间差异较大，例如，硝基化合物和硝基胺炸药的分解速度较小，而且起反映速度常数也不大，所以它们有足够的安定性。而硝酸酯炸药，当反应的气态产物积聚在炸药中时，分解的加速度很大，而且其反应速度也比硝基化合物和硝基胺
25、大得多，因此化学安定性较差。（3）试验条件与添加物对热分解的影响它们都影响炸药热分解的规律和产物组成。如硝酸铵100左右分解产物主要是NH3和HNO3；在200左右分解产物主要是N2O和H2O；而温度更高时分解产物主要是NO、N2和H2O。硝化甘油中含有水或酸时，其分解速度比纯硝化甘油大得多，这是因为有水存在时硝化甘油发生水解，水解生成的酸或原含有的酸均具有催化氧化作用，以致达到自行加速。（4）炸药的分子结构与热分解关系 许多材料的物理化学性质，主要取决于它的分子结构。分子中活泼氢对热安定性的影响 凡是带有活泼氢原了的炸药分子，其热安定性均较同类型化合物的热安定性要差。因此，在设计合成新型炸药
26、分子结构时，要尽量避免活泼氢的存在；在使用时也要特别注意炸药分子中的活泼氢原了引起与相关材料之间的化学反应加速。（5）致爆基团数目与排列对热安定性的影响 除了活泼氢原子存在的影响以外，炸药分子中致爆基团的数目与排列对热安定性同样产生重要的作用。一般情况下，随着分子中致爆基团数目的增加其热安定性降低。3.4 炸药的热分解反应动力学 炸药热分解反应动力学，以研究和测定各种作药热分解机理、反应速率以及与反应速率相关的各种因素和条件为主要内容。所谓热分解机理，是指炸药受到热作用后，分子键发生断裂，以及断裂后产物与产物、产物与反应物之间发生的一系列物理和化学变化过程。阿伦尼乌斯方程较好地描述了速率常数K
27、与温度T的关系： lnK=-A/T+B阿伦尼乌斯关系式不仅适用于一般均相反应，同时也适用于一般的非均相反应，包括催化反应。要考察阿伦尼乌斯关系式是否正确，除了按照上述关系式以lnK1/T作图看其是否为一直线以外，还可以用达到一定反应深度的时间的对数对1/T作图来确定。3.5研究炸药热分解的意义炸药在热能作用下，要发生分解反应，随着受热温度的提高，分解反应剧烈，放热效应增大。为了在成型加工和长期贮存中保持既定的性能，要求炸药有良好的热安定性。研究炸药的热分解有助于我们了解炸药在生产、储存过程中的安定性。通过热分解可以测出炸药热分解的发火延滞期、着火点温度以及炸药的活化能，从而控制好炸药生产过程中
28、乳化、敏化过程的温度，提高生产安全性，减少危险事故的发生。3.6炸药热分解的测定方法研究炸药热分解的实验方法有：测量气体产物，测热，测失重和热分析等。3.6.1量气法该法利用测压仪器测量炸药分解反应产生的气体产物，以一定温度和一定时间内，放出的气体产物总量或者气体产物的压力随时间变化的情况表示。量气法应保持反应器空间全部恒温，这样系统内不会有温差出现，因而也不会出现物质的升华、挥发、冷凝等现象。目前有些量气法不能严格保证这一点，这样可能出现上述物质转移现象，对分解过程会有影响。量气法主要通过以下两种实验进行：（1）真空热安定性试验以一定量的炸药（猛炸药为5g）在恒温（100、120或150）和
29、真空下进行热分解。经一定时间（40h或48h）后，测量其分解气体的压力，再换算成标准状态下的气体体积。这种方法的优点是仪器简单，操作方便，能同时测定多个样品。缺点是不适用于挥发性药品，每次试验只能得出一个数据，不能说明热分解过程。（2）布氏计试验将定量试样置于定容、恒温和真空的专用玻璃仪器（即布氏压力计）中加热，根据零位计原理测量分解气体的压力，用压力（或标准体积）-时间曲线描绘热分解规律的一种炸药热安定性的测定方法。3.6.2失重法热重法始于1915年，由日本本多光太郎提出。该法是测量炸药质量随温度变化的技术。炸药热分解时形成气体产物，本身质量减少，因此测量炸药试样失重的多少，也可以了解其热
30、分解的状况。由于一般用于失重法的仪器，反应空间不易密闭和恒温，因此对于挥发性较强或易升华的炸药用这种方法测定会造成较大误差。此法可分等温热失重和不等温热失重两种失重情况。（1）等温热失重 TG-DSC联用分析仪。实验条件：每种样品试样10mg；氮气流量40mL/min；升温速率P为 5,7.5，10,20 K/min 。升温区间：室温550。实验仪器:美国TA公司生产，等温热失重是最常用的方法之一，如100热安定性试验，使用的仪器只用恒温箱、专用平底称量瓶、干燥器和普通精密天平。将盛放炸药的平底称量瓶置于恒温箱中，然后定期取出称重。（2）热重分析（TG） 不等温热失重最近十年来许多研究人员利用
31、近代热天平仪器研究炸药热分解的方法，称作热重分析（TG）法。此法的特点是反应环境的温度是变化的，并以一定速度上升，炸药试样的质量变化可通过信号传输和转换，并自动记录。对记录下的炸药重量随温度变化的函数关系曲线（热重曲线）可进行动力学分析，以了解炸药热分解的特性。3.6.3测热法炸药的热分解是一个放热过程，测热法的基本原理是测定炸药在分解过程中的热效应。在程序控温条件下测量试样的物化性质与温度的函数关系。温度控制程序一般采用线性关系，也可以是温度的对数或倒数。测热法主要有差热分析（DTA）和差示扫描量热（DSC）两种。（1）差热分析（DTA）法 该法是在程序控温条件下，测量试样与参比物质之间的温
32、度差对温度或时间的关系的一种技术。 当物质在某一温度下发生相变或热分解时，就必然会产生吸热或放热现象。把试样和试验温度范围内不会发生热变化的参比物质，置于相同的容器中，容器装有两组相同的热电偶传感器，将它们反向串联并分别插入试样和参比物内部。试验时，试样和参比物以同样的加热速度进行升温，当试样没有热效应时，两个传感器之间无误差；当试样发生热变化时，试样与参比物之间出现温差。若试样的温度为T0，参比物的温度为Tn，将T=T0-Tn对温度或时间的函数记录下来，便得到差热分析曲线。分析曲线上出现的一系列吸热峰和放热峰，可以解释相变、熔点、分解动力学参数及安定性等。 （2）差示扫描量热（DSC）法该法
33、是在程序控温条件下，测量被试物质与参比物质的能量差与温度之间的函数关系，试验得到差示扫描量热曲线。该曲线看起来与DTA曲线相似，实际上横坐标表示温度，而纵坐标表示能量变化率。两者在定性方面的效果相近，但在定量方面，DSC可以测得焓变，因此DSC比DTA能得到更准确的结果。由于炸药热分解速度能直接用放热量表示，因此DSC技术用于炸药的热分解动力学分析，在理论上比DTA法更有根据。DTA和DSC法取用样品量少，适用于单质炸药。对于混合炸药，特别是混合均匀程度不能满足取样要求的炸药，该法一般不适用。由于炸药总的分解速度与温度的关系很复杂，通常试验温度高于实际贮存和使用的温度。分解时间曲线也有多种情况
34、，而多数试验方法只是测定反应初始阶段的分解情况。所以，对炸药进行安定性评价，不能只用一种试验方法的结果，而应进行几种试验后再下结论。表3-1几种炸药的热分解动力学数据炸药状态密度（gcm-3）分解反应热Qv(KJ-1)指前因子A(s-1)活化能E(KJmol-1)奥克托今液1.8341.261.17*1016193.7太安液1.741.266.3*1019196.6黑索今液1.722.092.02*101947.1特屈儿液1.732.5*1015160.7梯恩梯液1.571.262.51*1011143.8奥克托今液1.8341.261.17*1016193.7实验4.1乳化炸药样品制备 实验
35、采用的乳化基质配方如表4-1所示。表4-1乳化基质配方硝酸铵(w%)硝酸钠(w%)水(w%)复合蜡(w%)乳化剂(w%)77.56.51042敏化剂为膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩的含量（w%）分别为：2%，3%.4.2乳化炸药试样的制备（1）乳化炸药的配方确定 图4-1乳化炸药制造工艺 表4-2 乳化炸药的配方组分名称硝酸铵硝酸钠水复 合 蜡SPAN-80重量含量%77.56.51042（2）乳化炸药的实验室制备如4-2图所示实验室乳化炸药制备工艺水相溶解115油相溶解95搅拌混合敏化60铝粉膨胀珍珠岩装药 图4-2 乳化炸药实验室制造工艺表4-3 AL5%-珍珠岩2%乳化炸药试样常温下密度试样序号
36、炸药密度g/cm3平均密度5%AL-2%膨胀珍珠岩1.2251.31.251.2585%AL-3%膨胀珍珠岩1.154 1.1641.1595%AL-4%膨胀珍珠岩1.1671.141.15354.3差示扫描量热实验（DSC）4.3.1 实验原理 DSC实验是在程序控温下，将被测物质与参比物处于同一温度场中，测量参比物与被测物质的温度差保持为零时、所需要补偿的能量与温度(时间)关系的实验方法。通过对DSC实验可以得到物质在受热过程中发生 物理和化学变化的情况及影响分解反应的各种条件 。本实验利用TG-DSC联用技术，得到不同含量膨胀珍珠岩的乳化炸药在相同升温速率下的起始放热温度和放热峰顶温度，
37、分析了不同含量玻璃微球对乳化炸药安定性的影响。4.3.2实验试样三个样品的乳化炸药，基质配方相同，仅膨胀珍珠岩的含量不同，分别为：2%、3%.4.3.3实验仪器和实验条件实验仪器:美国TA公司SDT-2960 型TG-DSC联用分析仪。 实验条件:试样5.019.5mg；氮气流量40m L/min；升温速率分别为 5.0K/min ,10K/min ,15K/ m i n。4.3.4实验结果与分析 (1)2%膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药DSC-TGA实验结果与分析不同升温速率下，2%膨胀珍珠岩敏化的样品DSC-TGA实验曲线如图4-3、4-4、4-5所示： 图4-3 =5.0K/min时的DSC-
38、TGA实验曲线 图4-4 =10.0K/min时的DSC-TGA实验曲线 图4-5 =15.0K/min时的DSC-TGA实验曲线 (2)3%膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药DSC实验结果与分析不同升温速率下，3%膨胀珍珠岩敏化的样品DSC-TGA实验曲线如图4-6、4-7、4-8所示：图4-6 =5.0K/min 时的DSC-TGA实验曲线图4-7 =10.0K/min 时的DSC-TGA实验曲线图4-8 =15.0K/min时的DSC-TGA实验曲线4.3.5实验数据处理及结论实验记录的数据及处理结果见表4-4、4-5 。 表4-4 样品温差样品初温样品峰温温度差值AL5%zhen2%-5 25.
39、6180 260.083234.465AL5%zhen2%-1034.8080271.346236.538AL5%zhen2%-1534.2220275.434241.212AL5%zhen3%-525.1400259.623234.483AL5%zhen3%-1026.3360 273.099246.763AL5%zhen4%-15 34.5220283.572249.05 由表4-4可见，同一样品，随升温速率的增加，初始分解温度和放热分解峰温差有稍微的增长，反应热效应增加，乳化炸药安定性下降，DSC峰温与初始分解温度之差增大，说明随升温速率的增加，乳化炸药热分解速率有加速的趋势；不同的样品
40、，同一升温速率下，随膨胀珍珠岩的含量增加，乳化炸药的初始分解温度和放热分解峰温差有上升的趋势，说明反应热效应增加，DSC峰温与初始分解温度之差增大，说明随膨胀珍珠岩的喊来那个增加，乳化炸药热分解有加速的趋势，同时随升温速率的增加，反应热效应增加越明显，乳化炸药安定性越差。 表4-5 样品分解温度样品加速分解温度AL5%zhen2%-5211.969AL5%zhen2%-10212.148AL5%zhen2%-15213.086AL5%zhen3%-5218.951AL5%zhen3%-10219.629AL5%zhen4%-15219.938 由表4-5可知，随升温速率的增加，炸药的加速分解温度增加；随膨胀珍珠岩的含量增加，炸药的加速分解温度也明显增加。 结论（1）随着升温速率的增加，炸药起始热分解温度增大；随着升温速率的增加，炸药热分解所达到的峰顶温度也呈增大趋势。（2）DSC峰温与初始分解温度之差，在一定程度上反映热分解加速趋势的大小。差值愈小，加速趋势越大。根据含AL5%，膨胀珍珠岩2%的乳化炸药和AL5%，膨胀珍珠岩3%乳化炸药在不同温度加速速率下得知，在不同加速温度下，含AL5%，膨胀珍珠岩2%的乳化炸药的温差均小于含AL5%，膨胀珍珠岩3%乳化炸药的温差，含AL5%，膨胀珍珠岩3%乳化炸药的热分解性能较好。