硫酸钙晶须增强改性导爆管管壁材料的性能研究

为了进一步提高改性导爆管管壁材料(LDPE/HDPE/Surlyn)的强度,采用硫酸钙晶须(CSW),制备LDPE/HDPE/Surlyn/CSW共混物,对不同质量分数的CSW共混物分别进行了性能测试。研究表明:共混物中CSW质量分数为3%、10%、20%时,强度依次提升4.91%、8.88%、17.11%;观察断面形貌可知20%CSW时完整的晶须被一层黏膜包覆着,断裂方式为撕裂;CSW的引入对熔融和结晶性能影响甚微,对结晶度有略微降低作用;动力学计算及热分解分析说明CSW的引入使热分解稳定性增强,耐热性增加。     

内相粒径对现场混装乳化炸药基质抗振动性能的影响

通过改变乳化分散机转速制备不同内相粒径的现场混装乳化炸药基质试样,使用调速振荡器模拟不同粒径基质试样在运输中受振动过程,测试受振动前后基质试样的内相粒径、微观结构、硝酸铵析出量和黏度变化,评估内相粒径对现场混装乳化炸药基质抗振动性能的影响。实验结果表明,随着内相液滴粒径增大,乳化炸药基质的抗振动性能减弱,内相粒径大于5.00 μm的基质更易受振动作用破乳析晶。内相粒径为9.47 μm的1^#基质多分散指数(PDI)为2.78,在1个振动周期后明显破乳失稳,3个振动周期后的析晶量增大143%、黏度增大1.4倍,破乳严重且黏度过大不利于泵送;内相粒径为3.97 μm的5^#基质PDI为1.88,3个振动周期后析晶量增大52%、黏度增大1.07倍,仍保持乳化炸药基质形态,有较好的稳定性。内相粒径过大的乳化炸药受振动后内部液滴易析晶导致性能降低,实际生产中应控制炸药基质制备时的内相粒径小于5.00 μm。     

动态挤压对现场混装乳化炸药稳定性的影响

为确保现场混装乳化炸药使用安全,通过动态挤压模拟炸药泵送装药过程,利用激光粒度分析、显微镜观察、水溶法硝酸铵析出量测试和粘度测试,对不同转速下制备的现场混装乳化炸药及其基质受多次动态挤压后的稳定性进行了研究.实验结果表明:当制备粒径大于5μm时,乳胶基质受动态挤压后发生不同程度的析晶失稳,600 r·min-1制备的乳胶基质受压10次后,硝酸铵析出量为受压前的5.14倍,粘度增大43％,油包水结构已经完全破坏;当制备粒径小于5μm时,乳胶基质抗动态挤压能力提升,1400 r·min-1制备的乳胶基质受压10次后,粒径增大2.16倍,硝酸铵析出量仅为受压前的2.14倍,粘度增大10％,微观结构保持稳定.动态挤压过程会加速乳胶基质析晶失稳与理化性质的改变,降低乳化炸药性能且不利于进行装填等工序,在生产实践中,需合理控制乳胶基质的制备粒径D≤5μm.     

内相粒径对现场混装乳化炸药基质抗振动性能的影响

通过改变乳化分散机转速制备不同内相粒径的现场混装乳化炸药基质试样,使用调速振荡器模拟不同粒径基质试样在运输中受振动过程,测试受振动前后基质试样的内相粒径、微观结构、硝酸铵析出量和黏度变化,评估内相粒径对现场混装乳化炸药基质抗振动性能的影响。实验结果表明,随着内相液滴粒径增大,乳化炸药基质的抗振动性能减弱,内相粒径大于5.00 μm的基质更易受振动作用破乳析晶。内相粒径为9.47 μm的1^#基质多分散指数(PDI)为2.78,在1个振动周期后明显破乳失稳,3个振动周期后的析晶量增大143%、黏度增大1.4倍,破乳严重且黏度过大不利于泵送;内相粒径为3.97 μm的5^#基质PDI为1.88,3个振动周期后析晶量增大52%、黏度增大1.07倍,仍保持乳化炸药基质形态,有较好的稳定性。内相粒径过大的乳化炸药受振动后内部液滴易析晶导致性能降低,实际生产中应控制炸药基质制备时的内相粒径小于5.00 μm。     

振动作用对现场混装乳化炸药稳定性的影响

为研究振动作用对现场混装乳化炸药稳定性的影响,通过变速振荡器对6种不同油相配比的乳胶基质样品进行振动实验,使用数字黏度计、电导率仪、光学显微镜、激光粒度仪等检测了样品在振动前后的理化性质、微观结构变化情况,并分析了振动作用下样品的失稳机理及结构特性。结果表明,振动作用导致乳胶基质析晶过程可分为3个阶段:在第一阶段,内部的W/O型结构完好,样品黏度等参数基本不变;在第二阶段,基质内部晶体快速成长,样品的黏度等参数会成倍增长;在第三阶段,基质内部积累大量晶体,样品黏度、析晶量等参数缓慢增长;在振动作用下,样品粒径分布未发生变化,振动作用促进了乳胶基质内部未包裹的晶体或自发形成的晶核刺破内相液滴,硝酸铵晶体快速生长,样品黏度、析晶量等参数快速增大;当其他组分和工艺条件一致,油相材料中的机油质量分数超过55%时,样品的内部油膜强度更高,内相液滴平均粒径小于6μm,黏度等参数在振动作用影响下变化更小,即样品具有更佳的耐振动能力。     

内相粒径对现场混装乳化炸药爆炸性能的影响

通过光学显微镜、激光粒度仪、测时仪法和铅柱压缩法测试了不同转速制备的现场混装乳化炸药样品的微观结构、内相粒径分布、爆速和猛度，采用理论计算与实验测试相结合的方法，研究内相粒径对现场混装乳化炸药爆炸性能的影响。结果表明，对于相同敏化剂含量的现场混装乳化炸药，其密度、爆速和猛度均随着炸药样品内相粒径的增大而减小；在炸药内相粒径由14.01μm减至4.99μm且敏化剂质量分数由0.9%减至0.3%的过程中，爆速由3450m/s增至3981m/s,最大爆速为最小爆速的1.15倍，猛度由6.22mm增至13.63mm,最大猛度为最小猛度的2.19倍。基于本实验条件，应合理控制现场混装乳化炸药的内相粒径及敏化剂含量，以确保现场混装乳化炸药具有良好的爆炸性能。