硝酸铵的表面改性研究
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改性硝酸铵自敏化结构特征
修改性硝酸铵自敏化结构特征:
一、它包含一个有机封装层:一般用酯或脂的烷基芳香化合物有效地将爆药粒子封装,可以有效增加热释放率。
二、封装层上安装反应器元素:比如铝,Zr,Fe,Ti等金属,以及各种元素组成的能放射性物质,可以在反应过程中发挥缓冲作用,使破裂碳纳米纤维在封装层内表被完整破碎,火药粒子粒径细化,从而溶剂释出更多的反应试剂。
三、封装层上还夹带缓敏剂:一般是无机缓敏剂,有甲烷酸,碳酸和其他的缓敏剂,可以延缓火药粒子的发热释放,并降低其发烧特征。
四、可以增加催化剂和氧化剂:可以采用硫酸钾,氧化钙,铝粉,硝酸钾,硝酸钠等催化剂和氧化剂,从而使反应得到加速。
五、在封装层外部可以添加阻燃剂:这些阻燃剂可以有效抑制燃烧,从而有效地降低发烧稳定性,可以更安全地使用。
六、燃料溶液可以改性:一般都应该含有适当的水或乙醇,这样可以增加溶剂的热释放,使发烧更高,更稳定。
七、还要更换燃料配方:一般将弱攻击剂、细胞毒剂添加燃料,这样可以更好地增加其爆炸性能。
2017年10月硝酸铵吸湿结块改性研究进展戴礼高俊周莹张洪秀蔡东臧雄(营口天元化工研究所股份有限公司,辽宁营口115004)摘要:随着硝酸铵在工农业生产和国防军事方面的应用越来越广泛,研究者对其吸湿结块性的改性研究也越来越多,本文归纳总结了目前常用的一些改性剂的种类、改性原理以及改性效果等。
关键词:硝酸铵;吸湿结块;改性硝酸铵是一种易溶于水的盐,由科学家J.R.格劳贝尔于1659年首次制得。
随着合成氨工业的发展,硝酸铵的生产于20世纪中期得到了迅速发展[1-2]。
然而硝酸铵较强的吸湿性,严重地影响了它在各个领域的应用[3-4]。
因此,改善硝酸铵的吸湿结块性成为硝酸铵应用的研究热点。
1硝酸铵的吸湿结块性及其改性物质的吸湿性主要是指物质暴露在空气中自行从环境中吸收水分的性质[5]。
物质的结块现象是指颗粒状物质自然地积聚成为密实块状物,失去松散状态的现象。
为了改进硝酸铵吸湿结块的缺点,研究者采取了很多物理防护措施。
但是这些物理手段虽然在一定程度上降低了硝酸铵的吸湿结块性能,但并不能从根本上消除硝酸铵的吸湿结块性的缺点。
因此,国内外研究者进行了大量利硝酸铵的表面改性研究,并取得了一定的研究成果。
表面改性剂主要分为两大类:有机表面改性剂和无机表面改性剂。
1.1有机表面改性剂及其研究进展用于硝酸铵吸湿性改善的有机表面改性剂主要有:表面活性剂、高分子材料和有机疏水物。
(1)表面活性剂改性在硝酸铵改性中,使用较多的是阳离子表面活性剂,其次是阴离子表面活性。
但是随着研究的不断深入,逐渐出现了将阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂复合制得复合表面活性剂。
殷鹏刚等[6]利用自组装成膜技术在硝酸铵表面形成一层一层均匀的十八胺分子膜,硝酸铵的吸湿性下降到纯硝酸铵的58.6%。
陈天云[7]和叶志文[8]等对不同种类的表面活性剂改性硝酸铵的吸湿性进行了研究,最终认为复合表面活性剂的效果最好,阳离子表面活性剂次之,阴离子表面活性剂最差。
聚苯乙烯包覆硝酸铵改善吸湿性的研究采用相分离法制备了聚苯乙烯(PS)包覆硝酸铵(AN),研究了甲苯和正己烷体积比、聚苯乙烯与硝酸铵质量比、混合溶剂与硝酸铵配比、沉淀剂加入速度等因素对聚苯乙烯包覆硝酸铵性能的影响。
用吸湿降低率评价聚苯乙烯对硝酸铵包覆程度。
结果表明,聚苯乙烯包覆硝酸铵的较佳工艺条件为甲苯与正己烷体积比为1∶3,混合溶剂/AN=3.5 mL/g,室温,沉淀剂滴速10滴/min。
包覆60目硝酸铵,PS质量分数为1.54%,包覆AN吸湿降低率75%。
硝酸铵目数增大,达到相同吸湿降低率,PS用量显著增大。
标签:聚苯乙烯(PS);硝酸铵(AN);甲苯;正己烷;吸湿率硝酸铵(AN)是一种易溶于水的无机盐,由于分子中含有较高比例的氮元素,广泛用于农用肥料。
由于硝酸铵燃烧时无烟或少烟以及在一定的条件下具有爆炸性能,在火箭推进剂和工业炸药等领域广泛用作氧化剂。
但是,由于硝酸铵具有强烈的吸湿性和结块性,给硝酸铵及其含硝酸铵产品的贮存和使用带来了严重困难。
如何降低AN的吸湿性,是有效利用AN的关键所在。
如何防止硝酸铵吸湿、结块,科技工作者做了许多研究。
张杰等用聚乙烯醇缩丁醛包覆硝酸铵,吸湿性下降24%,结块性可降低65%[1]。
郑俊杰等用聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酰胺、聚乙二醇作为包覆材料,硝酸铵吸湿率分别下降32.8%、24.1%,22.4%[2]。
岳金文等用丙烯腈对硝酸铵包覆,使吸湿率下降43%左右[3]。
殷永霞等用硅烷偶联剂KH-550与聚乙烯醇缩丁醛复合包覆,使硝酸铵吸湿性降低近50%[4]。
柴涛等人用硝化棉包覆硝酸铵,吸湿率下降50%[5]。
殷鹏刚等用十八胺和二甲苯复合表面活性剂改性硝酸铵,吸湿率下降58.6%[6]。
由张建忠等用苯乙烯沉淀聚合包覆使硝酸铵粒子的吸湿率降低了88.8%[7]。
可以看出,聚苯乙烯包覆硝酸铵,使硝酸铵吸湿率降低得最多,但张建忠等是采用化学包覆法,工艺较复杂。
本文利用物理化学包覆中的相分离包覆原理,用泡沫聚苯乙烯包覆硝酸铵,可使其吸湿率降低75%,同时简化了包覆工艺,合理利用资源。
硝酸铵改性研究摘要硝酸铵在工农业生产及国防上都有着广泛的用途,但其严重的吸湿性使它的使用受到了很大的限制。
本文利用甲苯溶解聚苯乙烯,通过滴加沉淀剂正己烷的方式使聚苯乙烯析出包覆硝酸铵颗粒。
然后测试包覆产品的吸湿率以评价包覆效果从而了解各种实验条件对包覆效果的影响。
最后确定在本实验中的较佳包覆工艺条件:PS、AN质量百分比为1.51%(AN质量10g),正己烷滴加速度为6秒/滴,甲苯、正己烷用量分别为8.75ml和26.25ml,甲苯:正己烷体积比为1:3,包覆温度为室温(20℃),搅拌器转速为1200r/min。
该条件下包覆60目粒径的硝酸铵吸湿率比未包覆的硝酸铵降低75%,125目粒径的硝酸铵吸湿率比未包覆的硝酸铵降低74%。
关键词:硝酸铵;吸湿性;聚苯乙烯;甲苯AbstractAmmonium nitrate were widely used in industry and agrlculture production.But their application were highly restricted due to their gross hygroseo picity and eaking cpacity. This paper,which uses toluene to dissolving polystyrene, coated ammonium nitrate particles through dripping precipitant (hexane) to precipitate polystyrene. Then we test the moisture absorption rate of the coated product in order to evaluate the effect of coating in order to understand the various experimental conditions on the coating effect. Finally we determined in the various preferred coating conditions of the experiment: the mass ratio of PS and AN was 1.51% (AN10g), the precipitant drop acceleration was 6seconds/drop, toluene and hexane for using was 8.75ml and 26.25ml, toluene and hexane volume ratio was 1:3,the coating temperature was the room temperature(20℃), the stirrer speed was 1200r/min.In the conditions,60 mesh size ofammonium nitrate absorption rate decreased 75%,125 mesh size of ammonium nitrate absorption rate decreased 74%.Key words:ammonium nitrate; hygroscopicity; polystyrene; toluene目录摘要 .......................................................................................................................... . (I)Abstract............................................................................................................... ........................... II 1 绪论 . (1)1.1 硝酸铵的背景和意义 (1)1.2 硝酸铵的性质 (2)1.2.1 硝酸铵的吸湿性 (2)1.2.2 硝酸铵的结块性 (2)1.3 硝酸铵改性的国内外研究现状 (3)1.3.1 国内的硝酸铵改性研究 (4)1.3.2 国外的硝酸铵改性研究 (4)1.4 硝酸铵的包覆机理 (5)1.5 本课题研究的内容 (6)2 实验部分 (8)2.1 试剂与仪器 (8)2.2 实验方法 (8)2.2.1 硝酸铵的选择 (9)2.2.2 溶剂和沉淀剂的选择 (9)2.2.3 包覆实验操作 (10)2.3 吸湿评价 (11)2.3.1 吸湿评价原理 (11)2.3.2 吸湿湿度控制 (12)2.3.3 吸湿实验操作 (12)3 实验结果与讨论 (14)3.1 各种实验条件的初定 (14)3.2 溶剂与沉淀剂的配比对AN吸湿性的影响 (14)3.3 PS用量对AN吸湿性的影响 (15)3.4 溶剂用量对AN吸湿性的影响 (17)3.5 包覆温度对AN吸湿性的影响 (18)3.6 沉淀剂滴加速度对AN吸湿性的影响 (19)3.7 搅拌速度对AN吸湿性的影响 (20)3.8 AN粒径对包覆剂PS用量的影响 (21)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录A英文原文 (26)附录B 汉语翻译 (28)1绪论1.1 硝酸铵的背景和意义硝酸铵(ammonium nitrate,简称AN)是一种易溶于水的极性无机盐,1659年由德国J.R格劳贝尔首次制得,以后随着合成氨工业的发展,使硝酸铵生产获得丰富原料, 于20世纪中期得到迅速发展。