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,以热释放速率的峰值和平均值为特征参数,两个样品的有效燃烧热随着外部辐照度水平的增加而降低。无论最大值和平均值如何,以二氧化碳与一氧化碳的比例为特征的燃烧效率也表现出类似的下降趋势,在外部辐射升高时表现出较低的燃烧效率。此外,采用X射线光电子能谱(XPS)方法对两个硝化棉样品的燃烧残留物进行了识别。X射线光电子能谱结果显示,两种硝化棉-醇类湿润剂混合物似乎产生了相似的燃烧残余物质,但在原子浓度上略有不同,这可能是由硝化棉基质中醇类湿润剂的种类差异和微量的含氮量差异所导致的。辅助研究方法,包括扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热-热重分析联用仪器(DSC-TGA),被用来研究硝化棉-湿润剂混合物的微观结构和热行为。SEM结果显示出了硝化棉样品具有类似的纤维状结构和孔隙度。因此,可以知道两种醇类湿润剂,即异丙醇和乙醇,几乎不影响纯净硝化棉的微观结构。基于DSC-TGA的测试结果,分别用Ozawa和Kissinger模型计算硝化棉-醇类湿润剂混合物的活化能。发现NC-I具有更高的活化能,这意味着NC-I具有更高的热稳定性。这些发现将有助于进一步了解硝化棉-醇类湿润剂混合物的火灾特性,并有助于对这类火灾进行火灾调查。