典型抑爆剂对硝酸铵爆炸性能的影响规律及机理研究

为提高硝酸铵使用的安全性，通常是往硝酸铵中加入抑爆剂以达到抗爆改性的目的。本课题旨在通过研究添加不同含量的典型抑爆剂以及不同硝酸铵状态对硝酸铵和硝酸铵+燃料油体系的爆炸性能产生的影响，得出典型抑爆剂对硝酸铵爆炸性能的影响规律；采用热分析手段研究硝酸铵含有不同含量抑爆剂时的热分解参数，检测相应抑爆剂对硝酸铵爆炸性能的影响，分析探讨硝酸铵热分解性能与爆炸性能之间的关联性；探索更直观性的实验手段对含抑爆剂的硝酸铵爆轰反应过程进行跟踪，结合热分解性能、爆炸性能参数及两者的关联性，推演获得典型抑爆剂对硝酸铵爆炸性能的影响作用机理，为硝酸铵安全生产、储运和使用提供技术与理论支持。

项目围绕典型抑爆剂（氯化钠，氯化钾，磷酸一铵，尿素）对硝酸铵爆炸性能的影响以及规律的研究展开。通过两种不同的混合工艺制备了不同系列的改性硝酸铵和改性铵油炸药，研究了抑爆剂和混合工艺对硝酸铵晶体结构、热稳定性、爆炸性能的影响，揭示了抑制硝酸铵爆轰的机理。具体内容包括：用SEM、XRD等研究了改性硝酸铵的表面结构和晶体形态，发现混合方法对硝酸铵表面形态和晶体结构有着重要的影响，并且在液混过程中存在离子交换的现象。DSC热分析实验结果表明：干混制备的改性硝酸铵，KCl、NaCl、NH4H2PO4含量为15wt. %时，活化能分别为87.72KJ/mol (Kissinger),133.09 KJ/mol (Kissinger)和68.93 KJ/mol (Kissinger)；液混制备的改性硝酸铵，活化能分别为79.86KJ/mol (Kissinger)、66.51 KJ/mol (Kissinger)和174.39 KJ/mol (Kissinger)，改性方法和添加剂对硝酸铵的热稳定有着较大的影响；克南实验中，液混制备的改性硝酸铵，KCl和NaCl抑制改性硝酸铵热爆炸的临界值范围分别为25wt.%-30wt.%和35%-40%，抑制改性铵油炸药热爆炸的临界值为35wt.%-40wt.%，45wt.%-50wt.%， NH4H2PO4抑制改性硝酸铵热爆炸的临界值小于10wt.%，抑制改性铵油炸药热爆炸临界值为10wt.%-15wt.%；对于干料混合制备的改性硝酸铵，KCl，NaCl临界值范围为30wt.%-35wt.%，35wt.%-40wt.%，NH4H2PO4和尿素临界值小于10wt.%，抑制改性铵油炸药热爆炸，KCl，NaCl临界值范围为45wt.%-50wt.和>wt.40%，NH4H2PO4临界值<10wt.%。结果表明：添加剂在一定程度上能降低硝酸铵对高热的敏感度，而NH4H2PO4和尿素效果较好；联合国隔板试验中，液混制备的改性硝酸铵，KCl、NaCl、NH4H2PO4抑制硝酸铵稳定爆轰的临界值范围分别为10wt.%-15wt.%、10wt.%-15wt.%、25wt.%-30wt.%，抑制改性改性铵油炸药稳定爆轰的临界值25wt.-30wt.%、20wt.%-25wt.%、35wt.%-40wt.%：干混制备的改性硝酸铵，抑制硝酸铵爆轰临界值范围分别为