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危险化学品中的反应性活性物质,因分子含有活性基团,性质极不稳定,在工业中常引起热失控事故。根据文献调研以及对1984~2016年国内工业发生的热失控事故统计分析,本文选取硝酸胍(Guanidine Nitrate,GN)为研究对象,从本质安全角度出发,采用实验和理论方法,对GN的热失控机理进行了研究。实验部分,采用差示扫描量热仪(Differential Scanning Calorimeter,DSC)测定了GN在升温速率为2、4、6、8、10和12℃/min条件下的热流曲线,以及不同粒径的GN的热流曲线。运用热重分析仪(Thermal Gravimetric Analyzer,TGA)测定了GN分解的失重曲线。根据GN的生产工艺,测定了水、硝酸、硝酸铵和尿素对GN热释放特性的影响曲线。结果表明:随着升温速率的增大,放热峰变窄,且向高温区移动,放热速率和峰值温度增大。相比其他实验条件,当升温速率为6℃/min时,GN的热分解更危险。借助Kissinger方法和Ozawa方法对实验结果进行动力学分析,得出活化能分别为121.12kJ/mol和125.62kJ/mol。随着粒径的降低,GN放热峰更窄更高,热分解效率变高。相比于其他四组粒径,当GN粒径介于161~212μm时,GN的热失控更容易引发。TGA实验结果表明,GN的失重曲线分为四个阶段,第二阶段是分解的主要阶段,在300℃达到失重速率的最大值。水对GN分解的影响不大;硝酸能促进GN分解;硝酸铵可以减小GN发生热失控的概率;尿素和GN两者混合,对彼此的热稳定性都有抑制。理论部分,在Gaussian View 09下选用密度泛函方法(DFT-B3LYP),以6-311++G(D)为基组计算得到GN分子的单点能为-486.1067hartree。然后,通过对GN分子振动频率计算求得放热量和活化能,并对其各键的键离解能排序,确定反应路径。结果表明,GN分子受热分解,放热量为543.47J/g,与实验测得的490J/g比较贴近;活化能为113.58kJ/mol,与实验条件下得出的数值相近;GN分子首先断裂氮氧单键,其次是氮氧双键,即硝酸部分优先分解生成水、氧气和氮氧化物,反应剩余胍基中的碳氮单键再发生下一步分解,生成氨气和二氧化碳。通过对GN热失控机理的研究,了解GN的热危险特性,可对其在生产、运输和储存过程中的安全提供指导。