【摘要】：奧克托今(HMX)作為一種高能量、綜合性能較好的單質(zhì)猛炸藥已被廣泛應(yīng)用,但是在其生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用過程中還存在很多安全隱患,因此有必要對其安全性能進(jìn)行深入研究。本文主要就是對奧克托今的部分爆炸特性及其熱分解過程進(jìn)行試驗研究,并對實驗結(jié)果進(jìn)行分析計算,為其安全性能的評估提供理論依據(jù)。首先利用STA449F3同步熱分析儀、QMS403D質(zhì)譜分析儀對不同升溫速率下粒徑為35μm的奧克托今粉塵的熱分解過程進(jìn)行試驗研究,對其熱分解曲線進(jìn)行分析,根據(jù)試驗數(shù)據(jù)計算出熱動力學(xué)參數(shù)。研究結(jié)果表明:(1)奧克托今熱分解是一個連續(xù)過程,且隨著升溫速率的增加,奧克托今的分解起始溫度、峰值溫度、分解終止溫度都有所升高。在升溫速率為5℃/min、10℃/min、15℃/min、20℃/min時,HMX的分解峰溫分別為277.2℃、281.9℃、285.5℃、288.5℃。(2)基于DSC曲線,奧克托今熱分解過程中,首先發(fā)生β-HMX向δ-HMX的轉(zhuǎn)變,194℃時出現(xiàn)一個吸熱峰;持續(xù)升溫后會發(fā)生熔融,280.2℃時出現(xiàn)另一個吸熱峰;升高到一定溫度后會發(fā)生極快的熱分解反應(yīng),285.7℃出現(xiàn)一個明顯的放熱峰。并且隨著升溫速率的增加,吸熱峰和放熱峰的溫度都有所升高。(3)奧克托今是一種典型的熔融分解性物質(zhì),其分解過程是固液相同時進(jìn)行的非均型過程,在分解放熱的同時也伴隨著相態(tài)變化的發(fā)生,熱分解速率極快。(4)基于DTG曲線,由Kissinger法和Ozawa法計算得到的表觀活化能E分別為306.8kJ/mol、301.8kJ/mol,由Kissinger法得到的lgA為28.9;基于DSC曲線,兩種方法得到的表觀活化能E分別為265.2kJ/mol、261.1kJ/mol,Kissinger法測得的lgA為24.8;基于TG曲線,用Ozawa法計算出不同轉(zhuǎn)化率時的表觀活化能E的值,并得出兩者與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系圖。(5)奧克托今分解初期C—N鍵的斷裂占優(yōu)勢,最終氣相分解產(chǎn)物主要有CH_2O、N_2O、CO、CO_2、H_2O和NO。然后利用MITTA最低著火溫度測試儀對奧克托今粉塵云的最低著火溫度進(jìn)行試驗研究,并研究粉塵粒徑和粉塵濃度對其最低著火溫度的影響。研究結(jié)果表明:(1)奧克托今粉塵粒徑對其最低著火溫度存在一定影響。當(dāng)擴(kuò)散壓力為0.3bar,奧克托今粉塵濃度為750g/m~3時,粒徑D_(50)分別為15μm、35μm、60μm的粉塵最低著火溫度分別為310℃、330℃、360℃。從而得出,擴(kuò)散壓力和奧克托今粉塵濃度一定時,其最低著火溫度隨著其粉塵粒徑的增大而升高。(2)奧克托今粉塵濃度對其最低著火溫度也有一定影響。當(dāng)擴(kuò)散壓力為0.3bar,奧克托今粉塵粒徑D_(50)為35μm時,濃度分別為450g/m~3、600g/m~3、750g/m~3、900g/m~3、1050g/m~3、1200g/m~3、1350g/m~3的粉塵云最低著火溫度分別為370℃、340℃、330℃、320℃、315℃、310℃、310℃。從而得出,擴(kuò)散壓力和奧克托今粉塵粒徑一定時,其最低著火溫度隨著濃度的增加而降低,降低到一定值后趨于不變。最后利用20L球形裝置對粒徑為35μm奧克托今粉塵云爆炸下限進(jìn)行試驗研究,研究結(jié)果表明:奧克托今粉塵爆炸下限在60g/m~3~80g/m~3之間。
【圖文】：

藥的重要成分在核武器、導(dǎo)彈、藥等領(lǐng)域已被廣泛使用。與黑索優(yōu)異，具有很大的研究使用價值英文 Octogen 一詞的音譯，H縮略語。奧克托今是一種硝銨類物。其學(xué)名為 1，3，5，7-四硝基-分子式為 C4H8N8O8，相對分子質(zhì)，，O43.2%，結(jié)構(gòu)式如圖 2.1 所示

β-HMX -HMX γ-HMX -HMX圖 2.2 奧克托今四種晶型外觀圖克托今吸濕性較差（溫度 30℃和 95%相對濕度的條件下的吸濕量為 0）水、甲醇、異丙醇及二硫化碳等，比較難溶于苯、醋酸、二氯乙烷、氯四氯化碳等，略溶于丙酮、乙腈和環(huán)己酮（室溫下的溶解度約為 2%）， γ-丁內(nèi)酯、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜。奧克托金的溶解度[36]見表 2.4。表 2.4 25℃下不同有機(jī)溶劑中奧克托今的溶解度溶劑 溶解度/(g·(100g 溶液)-1) 溶劑 溶解度/(g(100ml 溶液)-1硝基苯 0.129 γ-丁內(nèi)酯 21硝基乙烷 0.172 二惡烷 0.144環(huán)己酮 2.11 丙酮 2.2
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ560.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 多英全;劉W氶

本文編號：2705664