不同醇类湿润剂对硝化棉热分解和燃烧特性的影响研究

发布时间：2021-04-04 12:13

　　硝化棉（Nitrocellulose,简称NC）作为工业产品的重要原料,已被广泛用于生产无烟粉末,爆破胶,单基、双基推进剂,漆,涂料等。纯净干燥的硝化棉是一种易燃易爆的危险化学品,鉴于其高潜在的自燃特性,为了提高硝化棉在生产、储存和运输过程中的稳定性,添加了水或醇等作为湿润剂。虽然关于纯净的硝化棉和含有某些湿润剂的硝化棉混合物的热稳定性等热行为已经在文献中被全面且系统地研究过,但关于硝化棉的燃烧特性尚未得到系统的研究。为了研究这个问题,采用ISO 5660锥形量热仪研究硝化棉-醇类湿润剂混合物的燃烧性能。采用两种含30 wt.%异丙醇和30 wt.%乙醇的硝化棉-湿润剂混合物作为样品。试验在不同的外部辐射下进行,范围为0-15 kW/m2。以上这些实验的结果表明,外部辐射对热释放速率峰值和最大质量损失速率有正向影响,而总放热量随着外部辐射强度的增加而下降。与含有乙醇湿润剂的硝化棉样品相比,含有异丙醇湿润剂的样品具有较高的火灾风险,其特征在于较高的热释放速率峰值、总放热量和最大质量损失速率。为了深入了解硝化棉-醇类湿润剂混合物的燃烧性能,我们进一步提取和分析了实验数据。我们发现,以热释放... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１天津港火灾和硝化棉爆炸现场??

２．１引言??根据实际火灾场景与实验装置的比例，可将火灾实验分为小尺寸实验和全尺??寸实验。对于本文进行的硝化棉燃烧实验，若是开展全尺寸实验，对场地要求高、??危险性较大、人力物力需求较大，且实验的重复性较差，所以本文将进行实验室??规模的小尺寸实验。??进行小尺寸实验，危险性较低，可操作性强，对人力物力需求较小，且可重??复性强。本文所进行的燃烧实验将使用ＩＳＯ?５６６０锥形量热仪，该仪器为实验室??规模仪器，不适合进行全尺寸燃烧实验。??２．２实验样品准备??为了研究含有醇类湿润剂的硝化棉的燃烧特性，借助ＩＳＯ?５６６０锥形量热仪??对两个实验样品进行了相关的燃烧实验［２８］。为了进一步理解和解释所观察到的??燃烧特性差异，用ＸＰＳ分析样品燃烧残余物，用ＳＥＭ观察样品的微观结构，用??ＤＳＣ－ＴＧＡ联用仪器来测试分析样品的热分解过程。??

测试在过去从未被尝试过。??本文采用ＩＳＯ?５６６０锥形量热仪来获得硝化棉－湿润剂混合物的关键参数，如??点火时间，热释放速率强度和质量损失速率。锥形量热仪的外观如图２．２所见，??完整的仪器系统包括以Ｔ几部分：加热锥、支架、温控设备、电子天平、电火花、??排气系统、气体采样装置、顺磁性氧分析仪、激光燃烧器、热流计、校准器、数??据采集系统和ＦＴＴ锥量软件。ＩＳＯ?５６６０锥形量热仪的热释放测量是基于氧耗法??原理。锥体产生的辐射热通量范围为０－１００?ｋＷ／ｍ２。持续监测通过泵的氧气、二??氧化碳和一氧化碳的气体成分，分辨率可达０．００１％。实际上，燃烧产生的一氧??化碳量非常小，可以忽略不计［２８］。因此，可假设方程（１．９）?－?（１．１１）的完全燃??烧是合理存在的。数据采样频率为１?ｓ。??图２．２?ＩＳＯ?５６６０锥形量热仪??１５??

【参考文献】：
期刊论文
[1]X射线光电子能谱[J]. 郭沁林.  物理. 2007(05)
[2]民用硝化棉生产中含氮量的控制[J]. 王凤兰,王清洲.  河北化工. 2005(05)
[3]硝化棉（11.92%N）的一级自催化分解反应动力学（英文）[J]. 胡荣祖,宁斌科,杨正权,宋纪蓉,高胜利,史启祯,路桂娥,江劲勇.  火炸药学报. 2004(02)
[4]高氮量硝化棉的脱硝反应动力学研究(英文)[J]. 宁斌科,杨正权,刘蓉,汪渊,潘清,胡荣祖.  火炸药学报. 2000(01)
[5]铅铜复盐对硝化棉热分解反应的影响[J]. 潘清,汪渊.  火炸药学报. 1999(03)

硕士论文
[1]热分析中活化能的求解与分析[D]. 左金琼.南京理工大学 2006



本文编号：3118011