利用加速量热仪(ARC)研究热分析动力学反应机理

从动力学基础方程推导出绝热条件下ARC热分析动力学方程,与传统的DTA动力学方程比较,ARC理论模型更接近于化学过程工业.以SM型和RM型含能材料为样品进行热分析测试,运用新的理论模型分别计算出了SM型和RM型两种样品的活化能ESM=247.55kJ.mol-1,ERM=138.46kJ.mol-1和指前因子ASM=4.26×1023S-1,ARM=4.20×1012S-1.

后处理厂红油可能组分丁醇及其衍生物与HNO_(3)的绝热量热研究

通过绝热加速量热仪(ARC)探究丁醇、丁醛、丁酮及丁酸四种组分与HNO_(3)的放热行为,对测试结果进行对比分析,并通过热危险性综合评估指数(THI指数)法评估体系危险性。结果表明:在零氧平衡条件下,丁醛-HNO_(3)体系自放热最明显,当丁醛含量仅0.14 g时体系的绝热温升达到118.4℃,放热量为776.6 J/g;丁醇-HNO_(3)体系在40.2℃左右时开始发生放热,自反应放热段最高温度达到145.7℃,最大压力达到34 bar(1 bar=10^(5)Pa)左右;丁酮-HNO_(3)体系从50℃开始放热至136℃结束,放热量为564.0 J/g;丁酸-HNO_(3)体系在小于140.0℃的温度范围内未观察到放热点。随着HNO_(3)浓度的增加(2.0→6.0 mol/L),丁醇-HNO_(3)体系危险性从中等增加到较高级别;丁醇、丁醛、丁酮及丁酸与4.0 mol/L HNO_(3)的反应体系的危险性分别在较高、较高、中等、中等级别。

典型二元硝基化合物的热危险性分析

文章选择了2,4-二硝基苯胺、2,6-二硝基苯胺和1,4-二硝基苯3种典型的二元硝基化合物作为实验对象,通过差示扫描量热实验(DSC)、热重实验(TG/DTG)和绝热加速量热实验(ARC)分析了3种物质的分解过程,获取了热危险性数据和动力学参数。结果表明,3种物质的分解过程均可分为三个阶段,即能量缓慢释放阶段、能量积聚阶段和能量爆发阶段,在物质储运过程中需要严格控制温度,防止物质进入能量爆发阶段;3种物质的危险性程度由高到低依次为2,4-二硝基苯胺、2,6-二硝基苯胺、1,4-二硝基苯。

NH_4NO_3和NH_4ClO_4的绝热分解研究

用加速热量仪研究了硝酸铵和高氯酸铵的热分解过程 ,得到了它们的绝热分解温度和压力随时间的变化曲线 ,并分别计算了这两种物质的动力学参数表观活化能和指前因子。

用加速量热仪研究乳化炸药的热稳定性

使用加速量热仪 (ARC)研究了一种新型乳化炸药的热稳定性。得到了乳化炸药样品的热分解温度和压力随时间的变化曲线以及自热速率、分解压力随温度的变化曲线 ,分析了其热分解过程 ,计算了表观活化能 Ea 和指前因子 A。测试和分析结果表明所测试的乳化炸药具有良好的热稳定性。

TATB及其杂质的绝热分解研究

用加速热量仪研究了TATB及其杂质的绝热分解过程 ,得到了绝热分解温度和压力随时间的变化曲线以及温升速率随温度的变化曲线 ,根据绝热加速热量仪的温升速率方程和Arrhenius方程 ,计算了TATB绝热分解的动力学参数。结果表明 :TATB的初始热分解温度大于 2 90℃ ,反应系统最高温度大于 340℃ ,最大压力超过 1MPa ,而TCTNB和TCDNB存在多次放热反应 ,但每次放热量都很小 ,只有最后一次放热速率比较大。

岩石乳化炸药绝热分解安全性的加速量热法分析

用加速量热仪研究了岩石乳化炸药的绝热分解过程,得到了绝热分解温度与压力随时间的变化、自加热速率与分解压力随温度的变化曲线以及压力转化分数随时间的变化曲线,并分析了热分解过程,计算了分解动力学参数表观活化能和指前因子,据此分析了岩石乳化炸药的安全性,表明乳化炸药具有良好的热稳定性。

过硫酸钠和过硫酸钾的热稳定性分析

过硫酸钠（sodium supersulphate，SS）和过硫酸钾（potassium supersulphate，PS）作为引发剂、氧化剂被广泛使用，但容易引起火灾和爆炸事故，为保证安全生产、运输、储存，有必要对这两种物质进行热稳定性分析．目前，国际上多采用差热分析或差示扫描量热分析进行实验研究，而这两种研究方法均有很大的局限性．绝热量热法可以克服上述两种方法的不足，

两种硝铵炸药的绝热分解研究

用加速量热仪(ARC)对膨化铵油炸药和膨化铵梯油炸药进行了绝热安定性测试,通过数据校正和分析,发现膨化铵油炸药在加入TNT之后安定性下降,诱导时间大大缩短,而放热量却大大增加,爆炸能量和威力也显著增加。最后用速率常数法计算了两种硝铵炸药的活化能E和指前因子A。

绝热方法评价热安定性的改进模型与应用

研究绝热理论及其在热安定性方面的应用 .通过理论分析 ,提出了利用绝热方法评价含能材料热安定性的改进绝热温升速率方程、绝热初始放热温度及到最大温升速率所需时间的理论计算模型 ,分析了放热反应系统的热惰性因子对测试结果的影响 .利用绝热加速量热方法研究黑索金绝热安定性的结果表明 ,测试数据的校正值与改进模型的理论计算结果具有较好的一致性 .

绝热加速量热仪表征含能材料热感度的探讨

对现有的固体含能材料热感度表征方法进行了简述,并针对现有表征方法无法适用于液态含能材料热感度测试的局限性,提出了采用绝热加速量热仪(ARC)表征含能材料热感度的方法。用ARC测试了4种固体含能材料太安(PETN)、黑索今(RDX)、奥克托今(HMX)、梯恩梯(TNT)以及2种液态含能材料硝基乙烷(NE)、硝酸异辛酯(EHN)的绝热分解过程,根据所得热动力学数据计算得出了这些被测试样不同爆炸延滞期对应的爆发点。就4种固体含能材料而言,ARC测试得到的热感度排序为PETN>RDX>HMX>TNT,此结果与传统的伍德合金浴法的测试结论一致,认为ARC可以应用于固体及液态含能材料的热感度测试。6种被测试样的热感度排序为EHN>PETN>RDX>HMX>TNT>NE。

杂质对有机过氧化物自加速分解温度的影响

利用绝热量热法获得有机过氧化物热力学和动力学参数,分析了它们的分解反应特征,并得出自加速分解温度。同时研究了有机过氧化物相互混合以及杂质对有机过氧化物分解反应的影响。结果表明,实验值与文献值相吻合,所采用的实验和计算方法安全、可靠。有机过氧化物在相互混合时,混合物的自加速分解温度接近于自加速分解温度较低的物质;正丁醇、正丁醛等杂质可以促进有机过氧化物的分解反应,使其在较低的温度下发生热分解,导致自加速分解温度降低。

4种硝酸酯热安定性的绝热试验研究

利用绝热加速量热仪(ARC)对硝酸正丙酯(NPN)、硝酸异丙酯(IPN)、太根(TEGDN)、敌根(DEGDN)4种硝酸酯的热稳定性进行了绝热试验研究,得到绝热放热曲线和热分解特征参数。分析了4种物质分解过程的特点,对测试结果进行了修正。计算得到动力学参数和自加速分解温度SADT,以此作为评估热安定性的判据。结果表明,4种硝酸酯在外界热作用下容易发生分解,反应速度较快,伴随明显的热效应和压力效应。4种硝酸酯的热安定性由好到差排序为:IPN、NPN、TEGDN、DEGDN。

加速量热仪研究2,4,6-三氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物的热分解

为研究高能量密度材料2,4,6-三氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(TANPyO)的热分解性能和热稳定性,利用绝热加速量热仪(ARC)测量其在绝热条件下的热分解过程,获得了热分解的温升速率、温度和压力等随时间的变化关系以及温升速率、压力随温度的变化曲线。结果表明:TANPyO绝热分解主要有两个放热过程,其中第二过程温升速率升降幅度较大,为主要的热分解过程。TANPyO初始分解温度高达252.7℃,具有良好的热稳定性。根据温升速率方程和Arrhenius公式计算出TANPyO表观活化能、指前因子和反应热分别为476.96kJ·mol-1、6.920×1042 min-1和930.84J·g-1。

用加速量热仪研究双基发射药的绝热分解特性

针对固体含能材料的均相反应,用反应物质的转变分数代替反应物密度并引入了绝热升温速率方程。建立了计算绝热动力学参数的理论模型,分析了热惰性因子对测试结果的影响。用加速量热仪研究了双基发射药的绝热分解过程,得到绝热分解温度和压力随时间变化曲线以及温升速率、压力上升速率随温度的变化曲线。结果表明,较大时双基发射药发生缓慢的分解反应,起始分解温度较高;较小时则发生快速的燃烧反应,放热量却大大增加。用速率常数法计算得到了不同时双基发射药绝热分解反应的活化能E和指前因子A。

偶氮二异丁腈热安全性分析与评估

为获得偶氮二异丁腈(AIBN)在各种热应力条件下的危险参数,通过简化的压力容器试验测试AIBN的热分解激烈性等级,采用差示扫描量热仪(DSC)和绝热量热仪(ARC)对AIBN的热分解过程进行研究,用动力学与热稳定性分析软件AKTS计算动力学参数在整个反应进程中的变化情况,并根据ARC测试结果推算自加速分解温度(TSADT)。结果表明:AIBN的热分解激烈性为Ⅱ类,易呈现爆炸特性;其初始分解温度和TSADT很低,分别约为78℃和61℃,且分解放热过程和熔融吸热过程同时发生。因此,在AIBN的生产、使用、贮存和运输等过程中应加强温度监控,并根据实际情况采取降温措施。

用绝热测试的压力数据计算分解反应的表观活化能(英文)

绝热量热技术的广泛应用促进了绝热动力学研究的发展.至今为止,绝热动力学的研究仍是以Townsend和Tou在1980年提出的绝热动力学方程为基础.他们利用反应物浓度与温度的关系建立动力学模型,从而求得了反应的活化能.但这种方法在反应体系的温度效应不明显时的应用,就受到很大的限制.因此,本文通过建立用压力表示的动力学方程,充分利用绝热量热中的压力数据,提出了一种计算反应活化能的新方法.同时用这种方法计算了过氧化二叔丁基和2-甲基-5-硝基苯磺酸的绝热分解活化能值,并与文献值和其他计算方法所得结果进行了比较.

高固含量改性双基推进剂的热危险性研究

为研究具有高固含量(黑索金RDX质量分数为48.5%)改性双基推进剂的热危险性,采用热重分析仪TG、差示扫描量热仪DSC以及加速量热仪ARC,对比分析了双基推进剂S0,改性双基推进剂GHT-1A和单质炸药RDX的热分解特性,并从两个方面评估了GHT-1A的热危险性。TG/DSC实验结果显示GHT-1A中双基组分的分解峰温高于S0的分解峰温,而其炸药组分的分解峰温与单质炸药RDX接近。ARC的实验结果显示GHT-1A在理想绝热条件下的起始分解温度为138.9℃,绝热温升为1415.3℃,达到最大温升速率所需时间为13.8min,单位质量产生气体最大压力为13.1MPa·g-1。研究结果表明,GHT-1A发生热爆炸的可能性略低于双基推进剂S0,而高于单质炸药RDX,爆炸破坏性则较强。

过氧化苯甲酰的热分解研究

The thermal decomposition process of benzoyl peroxide was investigated by Accelerating Rate Calorimeter.The curves of thermal decomposition temperature and pressure versus time for the systems were obtained.The curves of temperature rising-rate versus thermal decomposition temperature were also obtained.After the data revision disposal and analysis processing,thermal decomposition parameters and kinetic data of benzoyl peroxide were calculated,respectively.

过氧丙酸的制备及热危害研究

利用过氧化氢氧化丙酸制备出过氧丙酸,并考察了过氧丙酸的热危害特性:利用等转化率法计算得到过氧丙酸分解的热动力学;利用绝热时到达最大反应速率所需时间(TMRad)判断了过氧丙酸在不同温度存储时的失控可能性;利用泄放尺寸实验仪(VSP2)实测出过氧丙酸绝热分解特性。研究结果表明:过氧丙酸TMRad为1 h、8 h及24 h时的初始温度分别为51℃、6℃及-12.5℃,绝热条件下分解时最高温升速率及最高压升速率分别可达130℃.s-1及80 MPa.s-1。因此,过氧丙酸潜在热危害较大,为使过氧丙酸稳定存储,存储温度应低于-10℃,若在常温下存储,则应增加冷却系统。