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乳化炸药用新型乳化剂的制备及其性能研究

作　者: 周俊峰
导　师: 曹端林
学　校: 中北大学
专　业: 化学工艺
关键词: 乳化炸药 乳化剂 非离子表面活性剂 表面活性 稳定性
分类号: TQ423
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


乳化炸药是20世纪60年代末发展起来的新型抗水工业炸药,因其具有优良的爆炸性能、抗水能力、组分简单无污染、生产成本低等优点,一经问世便受到世界各国工业炸药界的重视并竞相研究推广。但是,贮存稳定性的不足在很大程度上限制了乳化炸药的发展。研究合成性能优良的新型乳化剂,从根本上改变乳化炸药稳定性,是解决乳化炸药稳定性不足的关键所在。论文主要制备了三类表面活性剂 的学位论文">非离子表面活性剂并测定其性能,然后以实验合成的产品为乳化剂制备相应的乳化炸药,并测定其存储稳定性,具体内容如下:以聚乙二醇、丁二酸酐、N-羟基丁二酰亚胺、己二胺和对苯二胺为原料,合成了6种非离子型高分子表面活性剂。采用FTIR对中间体和目标产物进行了结构表征。利用乌氏黏度计确定了它们的特性粘度,考察了25℃时6种表面活性剂的表面张力以及它们的浊点和乳化性能。结果表明,该类高分子表面活性剂具有较好的表面活性,临界胶束浓度(CMC)介于0.37 g/L～5.43 g/L,CMC下的表面张力(γcmc)为37.68 mN/m～47.71 mN/m;该类产品的特性粘度介于6.2 ml/g～48.4 ml/g;浊点为67.4℃～89.6℃;乳化力可达207 s。以三聚氯氰、脂肪胺(正辛胺、十二胺)、聚乙二醇单甲醚为原料合成了6种非离子表面活性剂。采用FTIR、1HNMR对中间体和目标产物进行了结构表征。考察了25℃时6种产品的表面张力、临界胶束浓度及其乳化力和浊点。结果表明,该类非离子表面活性剂具有较好的表面活性,其中DMAT-600的临界胶束浓度(CMC)和CMC下的表面张力(γcmc)分别可达0.162g/L和31.94mN/m;浊点为65.7℃~77.1℃;产品乳化力最高可达20.5 min。以三聚氯氰、脂肪胺(正辛胺、叔辛胺)、乙二胺、二乙醇胺为原料合成了两种Gemini型非离子表面活性剂。采用FTIR、1HNMR和MS对中间体和目标产物进行了结构表征。测定了25℃下产品的水-正庚烷和水-甲苯溶液的界面张力,计算了产品的HLB值。测定结果表明,产品能较好的降低溶液的界面张力,其中水-甲苯的界面张力最低可降至6.69 mN/m,产品的HLB值为12.27。以实验合成的三类非离子表面活性剂为乳化剂,按现有的乳化工艺制备相应的乳化炸药,并以高低温循环法测定其存储稳定性。测定结果表明,所制得的乳化炸药有一定的存储稳定性,其中DMAT-2000作为乳化剂所制得的乳化基质循环次数最高达7次。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-19
  1.1 乳化炸药概述  11-13
    1.1.1 乳化炸药的定义及组成  11-12
    1.1.2 乳化炸药的优缺点  12-13
  1.2 乳化炸药用乳化剂概述  13-16
    1.2.1 乳化剂简介  13-14
    1.2.2 乳化炸药用乳化剂种类及应用要求  14
    1.2.3 乳化炸药用乳化剂发展概况  14-16
  1.3 本课题的目的和意义  16-17
  1.4 本课题研究内容  17-19
2 嵌段共聚物聚乙二醇  19-35
  2.1 实验药品与仪器  19-20
  2.2 实验步骤  20-21
    2.2.1 聚乙二醇-二酸的制备  20
    2.2.2 聚乙二醇-二酸-活化酯的制备  20-21
    2.2.3 聚乙二醇-二酸-己二胺的制备  21
  2.3 性能研究  21-23
    2.3.1 特性粘度的测定  21-22
    2.3.2 表面张力测定  22
    2.3.3 乳化力的测定  22
    2.3.4 浊点的测定  22-23
  2.4 结果与讨论  23-34
    2.4.1 合成路线  23-24
    2.4.2 红外表征  24-30
    2.4.3 共聚物的特性粘度  30-31
    2.4.4 共聚物的表面活性  31-32
    2.4.5 共聚物的乳化力  32-33
    2.4.6 共聚物的浊点  33-34
  2.5 本章小结  34-35
3 含三嗪环非离子表面活性剂制备及其性能研究  35-48
  3.1 实验药品与仪器  35-36
  3.2 实验步骤  36-37
    3.2.1 中间体 2-脂肪胺基-4,6-二氯-1,3,5-均三嗪的制备  36-37
    3.2.2 目标产品的制备  37
  3.3 性能研究  37-38
    3.3.1 表面张力测定  37
    3.3.2 乳化力的测定  37-38
    3.3.3 浊点  38
  3.4 结果与讨论  38-47
    3.4.1 合成原理及合成路线  38-39
    3.4.2 核磁谱图分析  39-40
    3.4.3 红外谱图分析  40-44
    3.4.4 表面活性  44-45
    3.4.5 乳化性能  45-46
    3.4.6 浊点  46-47
  3.5 本章小结  47-48
4 Gemini 型非离子表面活性剂制备及其性能研究  48-63
  4.1 实验药品与仪器  48-49
  4.2 实验步骤  49-50
    4.2.1 中间体Ⅰ的制备  49-50
    4.2.2 中间体Ⅱ的制备  50
    4.2.3 目标产品的制备  50
  4.3 性能研究  50-52
    4.3.1 界面张力的测定  50
    4.3.2 亲水亲油平衡(HLB)值的计算  50-52
  4.4 结果与讨论  52-62
    4.4.1 合成路线  52
    4.4.2 核磁表征  52-56
    4.4.3 目标产物的ESI-MS 分析结果  56-58
    4.4.4 红外表征  58-61
    4.4.5 界面张力  61-62
    4.4.6 亲水亲油平衡（HLB）值  62
  4.5 本章小结  62-63
5 乳化炸药制备及其稳定性研究  63-68
  5.1 乳化炸药配方设计原则  63-64
  5.2 乳化炸药的稳定性研究  64-66
    5.2.1 乳化基质的制备  65
    5.2.2 乳化基质的稳定性研究  65-66
  5.3 结果与讨论  66-68
6 结论  68-69
参考文献  69-73
攻读硕士学位期间所取得的研究成果  73-74
致谢  74

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 试剂与纯化学品的生产 > 表面活性剂
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