工业炸药中附加物的作用

Serial N o.414D ecem ber .2003 矿　业　快　报
EXPR ESS I N FORM A T I ON
O F M I N I N G I NDU STR Y
总第414期2003年12月第12期 王　波,辽宁工程技术大学职业技术学院,副教授,123000辽宁省阜新市西山路10号。

工业炸药中附加物的作用
王　波
(辽宁工程技术大学)
摘　要:根据附加物的种类,性质及加入量的不同,可以对工业炸药的爆轰性能按照不同
的爆破目的而加以改进。

关键词:附加物;工业炸药;爆轰性能
中图分类号:TQ 560.4 文献标识码:A 文章编号:100925683(2003)1220021202
Appl ica tion of Add itives i n I ndustr i a l Explosives
W ang Bo
(L iaon ing U n
iversity of Engineering T echno logy )
Abstract :W ith righ t typ es ,P rop erties and do sages ,additives can be u sed to i m p rove the detonati on p rop erty of indu strial exp lo sives acco rding to their b last ai m s .
Keywords :A dditives ;Indu strial exp lo sives ;D etonati on p rop erty
1　引言
在不同的爆破作业中,往往对所使用的工业炸药的爆轰性能提出不同的要求。

改变工业炸药爆轰性能的方法是多种多样的,如生产工艺条件的改变、配比的改变、装药条件的改变等等,都能达到改变工业炸药爆轰性能的目的。

但是,根据爆破作业的要求,在工业炸药中适当的加入一定数量的附加物,却是一种简便而行之有效的改变工业炸药爆轰性能的方法。

通常人们把工业炸药中含量远比其组分含量低,但又能明显改变其爆轰性能的一类物质称为附加物。

而能参与爆轰反应的附加物称为活性附加物,不参与爆轰反应的附加物则称为惰性附加物。

2　附加物对工业炸药爆轰性能的影响2.1　对爆热的影响
(1)在炸药中加入一些能和爆炸产物进行反应而放出附加能量的某些物质,如M g 、A l 粉等,可增加爆热,这是因为A l 粉等进行了如下的放热反应:2A l +1.5O 2A l 2O 3+1667.82　kJ m o l 2A l +3CO 2A l 2O 3+3CO +592.7　kJ m o l 2A l +3H 2O A l 2O 3+3H 2+943.0　kJ m o l
A l +0.5N 2A l N +240.8　kJ m o l
(2)在负氧平衡炸药中加入水等惰性液体,
可使爆热增加(见表1)。

表1　炸药中含水量对爆热的影响
炸药装药中的含水量
%氧平衡 %密度Θ0
g ・c m -3
Q V
kJ ・kg -1
干炸药混合物热量增加 %
TN T 0-740183135—
TN T 35.6-7411244221.82717
34.00RDX 0-221115350.4—
RDX
24.7
-22
1146
5810.2
4389
8.59
2.2　对爆速的影响
一般说来,在炸药中加入惰性附加物,甚至某
些可燃物,都会降低炸药的爆速。

这是因为加入附加物后,化学反应区中单位质量的炸药放热量减小,因而使爆速降低,见表2。

表2　附加物对TN T 爆速的影响
炸药成分
密度 g ・c m -3
爆速D m ・s -1
TN T
1.61685050%TN T +50%N aC l 1.85601075%TN T +25%BaSO 4
2.02654085%TN T +15%BaSO 4
1.82
6690
2.3　对感度的影响
(1)熔点的影响。

附加物的熔点只有高于炸
药热点的临界温度才有敏化作用,否则使炸药钝
感。

这是因为熔点较低的附加物在未形成热点之前已处于熔化状态,失去了坚硬的棱角,起不到摩擦作用,更谈不上由摩擦形成热点了。

1
2
例如:对RDX和PETN,只有熔点超过430～450℃的附加物才能起到敏化作用。

向PETN 中加入玻璃屑,可使它的摩擦、撞击感度达到100%。

(2)硬度和塑性的影响。

硬度大,塑性差的附加物能增加炸药的感度,使其敏感;反之,硬度小,塑性良好的附加物能降低炸药的感度,使其钝感。

有些附加物对某一些炸药来说是敏化剂,但对另一些炸药却能起到钝化作用。

这主要是由于硬度的大小所决定的。

例如:滑石粉的硬度小于RDX而大于TN T,因此它是前者的钝化剂,是后者的敏化剂,见表3。

表3　滑石粉对TN T、RDX撞击感度的影响
滑石粉含量
爆炸百分数TN T RDX
1 2.5 5.0 10.0 20.0 40.0 50.04
8
8
24
52
68
74
84
80
36
12
8
8
4
(3)含量的影响。

对于熔点高、强度大、有尖棱的附加物,其含量增大,装药的机械感度增大,见表4。

不难设想,附加物的含量是有一定限度的,当达到一定值时,会影响爆炸反应的进行。

表4　砂子含量对TN T撞击感度的影响
砂子含量00.01～0.050.1～0.150.2～0.25爆炸百分数4～562029
　注:锤重10kg,落高25c。

2.4　对作功能力的影响
A=ΓQ v,(1)Γ=1-(V2 V0)k-1,(2)式中,A为炸药作功能力;Γ为热转变成功的效率;Q v为炸药爆热;V2为爆炸产物膨胀前体积,为原炸药体积;V0为爆炸产物膨胀到常温常压时的体积,约等于炸药的比容;k为轰炸产物的绝热指数。

由式(1)、式(2)可以看出:凡是能使爆热、比容增大的措施,均能提高炸药的作功能力。

例如,在TN T中加适量的硝酸铵溶液,不仅可以增加爆热,还能提高比容,从而综合达到提高工业炸药作功能力的目的。

3　附加物对工业炸药安定性的影响
3.1　对化学安定性的影响
某些附加物对某些炸药能起正催化作用,促进加速分解,使化学安定性下降,而有的附加物则恰好相反。

例如,氮氧化合物能使许多硝酸酯类或硝基类化合物安定性下降;而在RDX中加入KC l 能抑制其热分解,使其化学安定性得到提高。

3.2　对物理安定性的影响
通过人为的在工业炸药中加入某些附加物,是提高工业炸药物理安定性的常用手段。

例如,在铵梯炸药中加入硫酸高铁铵以防止硝酸铵的吸湿、结块。

在乳化炸药中加入尿素,以增加其塑性等等。

4　结语
通过以上的研究探讨,可以更进一步的了解附加物在工业炸药中的作用。

这对满足不同的爆破要求和火工品的安全生产、贮存和运输都是十分有益的。

当然,附加物在工业炸药中的作用远不止于次,对附加物利用的进一步研究必将进一步提高其应用价值。

(收稿日期2003211226)
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(收稿日期2003207221)
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总第414期 矿业快报 2003年12月第12期。