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工业雷管中DP微起爆药研究

作　者: 章晋英
导　师: 谢兴华
学　校: 安徽理工大学
专　业: 应用化学
关键词: 二硝基重氮酚微起爆药雷管污染太安
分类号: TQ563
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

二硝基重氮酚(简称DDNP)是一种原料来源广泛、制造成本低廉、不含重金属离子且具有良好的起爆性能的起爆药,使得它在民用工业雷管中仍被广泛使用,但是纯DDNP起爆药在生产过程中会产生大量的废水,这些废水严重污染环境,且难以从根本上治理。本文探索在制备DDNP过程中添加太安(简称PETN)和添加剂,制备出性能良好的新起爆药。目的是减少DDNP在工业雷管中的装药量,从而减轻其废水对环境的污染。采用化学沉淀法在制备DDNP的重氮化反应过程中加入PETN和添加剂,DDNP和PETN通过添加剂作用微细观地结合在一起,合成出了DDNP/PETN微起爆药,简称DP微起爆药。对制备的DP微起爆药以极限起爆药量为指标优化出了一种性能优良的微起爆药。该DP微起爆药不仅能够大幅度地减少工业雷管中DDNP的装药量,减轻纯DDNP起爆药的生产废水对环境的污染,同时还降低了起爆药的热感度和机械感度。正交实验优化出了含30.86%PETN的DP微起爆药。利用扫描电子显微镜对合成出的DP微起爆药的微观表面结构、粒子结晶形态进行直观地观测和分析。通过极限起爆药量、5s爆发点实验、撞击感度实验、铅板穿孔实验和水下爆炸能量测试实验测试了该DP微起爆药的起爆性能。测试出微起爆药的极限药量为0.12g,与纯DDNP起爆药对黑索金的极限药量相当；微起爆药的5s爆发点为180.0℃,活化能为91.97 kJ/mol,热感度相对降低,化学安定性优于纯DDNP起爆药；爆炸百分数为98%,机械感度相对于纯DDNP有所降低；铅板穿孔实验表明该微起爆药有良好的起爆性能；水下爆炸能量测试实验表明微起爆药装药雷管的比冲击波能较纯DDNP起爆药有明显升高,起爆能量有一定幅度增加。图[17]表[17]参[46]

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
Content  11-14
1 绪论  14-25
  1.1 课题背景与研究意义  14-20
    1.1.1 课题背景  14-15
    1.1.2 DDNP起爆药生产废水及处理方法  15-18
    1.1.3 课题分析与研究的意义  18-20
  1.2 起爆药研究现状和发展方向  20-23
    1.2.1 起爆药进展  20-21
    1.2.2 我国起爆药现状  21-22
    1.2.3 起爆药发展方向  22-23
  1.3 论文的主要目的和主要工作  23-25
    1.3.1 论文的主要目的  23
    1.3.2 工作内容  23-25
2 起爆机理  25-28
  2.1 起爆机理研究  25-28
    2.1.1 炸药的燃烧转爆轰  25
    2.1.2 凝聚炸药爆轰反应机理  25-28
3 微起爆药制备  28-37
  3.1 实验原料及仪器设备  28-29
    3.1.1 原材料及其性能  28-29
    3.1.2 主要仪器设备  29
  3.2 微起爆药的制备方法  29-30
  3.3 反应原理  30-31
    3.3.1 中和反应  30
    3.3.2 还原反应  30
    3.3.3 重氮化反应  30-31
  3.4 工艺流程  31
  3.5 实验步骤  31-33
  3.6 正交实验因素水平  33
  3.7 正交实验  33-36
  3.8 经济性分析  36-37
4 微起爆药的物理性能表征  37-43
  4.1 假密度测试  37
  4.2 相容性测试  37-38
  4.3 扫描电子显微镜分析  38-43
    4.3.1 仪器介绍及工作原理  38-39
    4.3.2 实验步骤  39
    4.3.3 扫描观测图像  39-41
    4.3.4 图像分析与讨论  41-43
5 微起爆药化学性能表征  43-67
  5.1 极限起爆药量  43-45
    5.1.1 测定原理  43
    5.1.2 装置与条件  43-44
    5.1.3 实验步骤  44
    5.1.4 注意事项  44
    5.1.5 测试结果  44-45
    5.1.6 结果分析与讨论  45
  5.2 铅板实验  45-47
    5.2.1 测试原理及过程  46
    5.2.2 实验结果与讨论  46-47
  5.3 爆发点实验  47-53
    5.3.1 测试原理  48
    5.3.2 仪器介绍  48-49
    5.3.3 实验步骤和装置图  49-50
    5.3.4 实验测试结果  50-53
    5.3.5 结果分析与讨论  53
  5.4 撞击感度实验  53-56
    5.4.1 测试原理  54
    5.4.2 试剂和仪器  54
    5.4.3 实验条件  54
    5.4.4 仪器标定  54-55
    5.4.5 样品的爆炸百分数测定  55-56
    5.4.6 结果讨论  56
  5.5 水下爆炸能量测试  56-64
    5.5.1 装药在水下爆炸的能量转换形式  56-57
    5.5.2 测试原理  57
    5.5.3 仪器设备与材料  57-60
    5.5.4 测试步骤  60
    5.5.5 比冲击波能和比气泡能的计算  60-63
    5.5.6 实验测试和结果  63-64
    5.5.7 结果分析与讨论  64
  5.6 起爆药装压药  64-67
    5.6.1 实验器材  65
    5.6.2 实验步骤  65-67
6 结论与展望  67-68
  6.1 结论  67
  6.2 展望  67-68
参考文献  68-71
致谢  71-72
作者简介及读研期间主要科研成果  72

工业雷管中DP微起爆药研究

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