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现场混装水胶炸药的实验研究

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摘要

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 水胶炸药的发展及其稳定性

1.2.2 化学敏化和交联技术的发展

1.2.3 水下爆炸法测定工业炸药能量

1.3 本文的主要研究内容

2 现场混装水胶基质田菁粉含量及稳定性的研究

2.1 现场混装水胶炸药基质田菁粉含量的研究

2.1.1 水胶炸药基质的配方设计

2.1.2 制备工艺及流程

2.2 现场混装水胶炸药基质粘度的实验研究

2.2.1 引言

2.2.2 实验材料及仪器

2.2.3 实验内容

2.2.4 结果与分析

2.3 现场混装水胶炸药基质储存稳定性的实验研究

2.3.1 实验设计

2.3.2 结果与分析

2.4 小结

3 现场混装水胶基质的化学敏化和交联的实验研究

3.2.1 水胶基质化学敏化原理

3.2.2 水胶炸药交联原理

3.3 实验内容

3.3.1 实验材料、仪器

3.3.2 实验设计

3.4 结果与分析

3.4.1 磷酸和柠檬酸对发泡效果的影响

3.4.2 柠檬酸最佳浓度和最佳加入量的确定

3.4.3 亚硝酸钠浓度对发泡速率和交联效果的影响

3.4.4 交联剂含量对发泡速率和交联效果的影响

3.4.5 基质的pH值对发泡速率和交联效果的影响

3.4.6 酸内加时基质的最佳PH

3.4.7 温度对交联效果和发泡速率的影响

3.4.8 35℃发泡剂浓度和加入量的确定

3.4.9 5℃发泡剂的加入量和浓度的确定

3.5 小结

4 现场混装水胶炸药的爆速和水下爆炸能量的测试与分析

4.1 爆速的测试与分析

4.1.1 测试方法

4.1.2 测试步骤

4.1.3 试验记录与数据处理

4.1.4 结果与分析

4.2 水下爆炸能量的测试与分析

4.2.1 测试方法与步骤

4.2.2 试验数据处理与记录

4.2.3 结果与分析

4.3 小结

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果

攻读硕士期间发表的论文

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摘要

现场混装水胶炸药是一种适用于机械化自动装药的水胶炸药,相对于已经敏化的成品药卷,无需用膨胀珍珠岩敏化,降低了生产成本,改善了生产环境。在生产、储存和运输过程中,具有较好的安全性,装药快速便捷。因此,研究一种现场混装的水胶炸药具有非常实际的意义。
  本文对现场混装水胶基质的田菁粉含量进行了研究,通过对基质的粘度和储存稳定性的测定,确定了田菁胶含量;并基于化学发泡原理分析了促进剂的类别、加入方式、加入量,发泡剂的浓度和加入量,交联剂加入量,以及混合温度对水胶基质的化学发泡和交联的影响;最后对23℃条件下敏化的水胶炸药进行了爆速和水下爆炸能量检测。结果如下:
  1.水胶基质的粘度随温度的降低而增大,随田菁粉含量的增加而升高;现场混装水胶炸药配方中田菁粉的最佳含量为1%,5~15℃条件下基质可以储存一个月以上,具有较好的储存稳定性。
  2.对田菁粉含量为1%的水胶基质进行化学发泡和交联,结果表明:在23℃时,柠檬酸的最佳浓度为20%~25%之间,最佳加入量为0.4%~0.5%,亚硝酸钠的最佳浓度为25%~30%,最佳加入量为0.35%~0.4%;35℃条件下,亚硝酸钠的最佳浓度为15%~20%,最佳加入量为0.5%~0.7%;5℃条件下,亚硝酸钠的加入量在1.2%~1.3%,浓度在30%~35%敏化和交联效果较好;从交联剂的加入量来看,交联的加入量在0.9%~1.1%较为合适。
  3.对敏化后水胶炸药的爆速和水下爆炸能行检测,结果表明:此种化学敏化的水胶炸药的爆速随时间先增加后降低,发泡时间为1h时爆速达到最大,最大值为4688m/s,一周后爆速仍能维持在3500m/s以上;水下爆炸能量先增加后降低,敏化三天时水胶炸药的水下爆炸能量达到最大,为10.53MJ·kg-1,具有较好的爆破性能。
  综上所述,现场混装水胶基质配方设计合理,其田菁粉含量满足现场混装水胶炸药所需粘度和稳定性要求;敏化和交联后的水胶炸药能满足一周内的爆破性能稳;现场混装水胶炸药工艺可行,实现水胶炸药的现场混装具有可行。

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