【摘 要】
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近年来发生多起乳化炸药重大爆炸事故,调查发现,在生产运输途中部分杂质的混入会促进乳化炸药的热分解,其中以铁离子(Fe3+)为最。为了解含Fe3+的乳胶基质在不同受热条件下的热行为和热危险性变化,从而预防乳化炸药热爆炸事故的发生,在结合前人研究成果和实际生产情况,并进行一系列预制备实验后,本文制备了含Fe3+浓度为0.00%、0.04%、0.08%、0.10%的4种乳胶基质样品,使用DSC和ARC测
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近年来发生多起乳化炸药重大爆炸事故,调查发现,在生产运输途中部分杂质的混入会促进乳化炸药的热分解,其中以铁离子(Fe3+)为最。为了解含Fe3+的乳胶基质在不同受热条件下的热行为和热危险性变化,从而预防乳化炸药热爆炸事故的发生,在结合前人研究成果和实际生产情况,并进行一系列预制备实验后,本文制备了含Fe3+浓度为0.00%、0.04%、0.08%、0.10%的4种乳胶基质样品,使用DSC和ARC测试了4种样品的热分解特性,计算了热分解过程中的活化能和指前因子等动力学参数,以此为基础求解了一系列热危险性参数,对其热危险情境和等级进行识别,采用恒温热解实验和热稳定性实验测试了4种样品的耐热性和热稳定性。得到以下结论:（1）在DSC的线性升温测试中,Fe3+会使乳胶基质的起始分解温度降低,峰值温度升高,在低浓度时表现更显著。活化能计算结果表明Fe3+会降低乳胶基质反应初期需要的能量,反应机理由三维扩散变为随机成核和随后生长。相容性评价结果表明乳胶基质中Fe3+的含量越多,安定性越差。（2）在ARC的绝热测试中,Fe3+不仅使乳胶基质的热分解过程提前,绝热温升提高,还会使其释放更多的气体产物,令系统内的温度和压力急剧上升,此外,Fe3+会缩短发生失控分解反应的绝热诱导期,降低一定包装条件下的SADT,即降低了乳胶基质的热稳定性,这种影响会在Fe3+处于高浓度时有一定减弱。Fe3+浓度为0.04%时,乳胶基质的绝热起始分解温度为220.11℃,SADT为126.99℃。利用上述结果进行热危险性评估,结果表明需要采取变更生产工艺等措施,使乳胶基质在生产应用中的危险度至少处于“ALARP区”及以上。（3）恒温热解实验表明,环境温度的升高会显著提高Fe3+对乳胶基质热分解的促进效果,使其耐热性变差。3种Fe3+与乳胶基质的混合体系在100℃和120℃的杜瓦瓶恒温实验中未发生明显的放热效应,说明其满足危险品运输的热稳定性标准。图[21]表[24]参[85]
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