吳娜娜，魯志艷，李志華，張廣源，王建龍，高建峰，張爭爭

(1. 中北大學(xué)理學(xué)院化學(xué)系，山西太原030051；2. 甘肅銀光化學(xué)工業(yè)集團(tuán)有限公司科研所，甘肅白銀730900)

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HMX和幾種聚奧(JO)炸藥的絕熱分解

吳娜娜1，魯志艷2，李志華2，張廣源2，王建龍1，高建峰1，張爭爭2

(1. 中北大學(xué)理學(xué)院化學(xué)系，山西太原030051；2. 甘肅銀光化學(xué)工業(yè)集團(tuán)有限公司科研所，甘肅白銀730900)

摘要：采用絕熱加速量熱儀(ARC)對3種HMX基PBX炸藥(10#-159、聚奧-10、聚奧-9)和單質(zhì)炸藥HMX在絕熱條件下的熱分解行為進(jìn)行了研究，得到了絕熱分解溫度、溫度轉(zhuǎn)化分?jǐn)?shù)隨時間的變化曲線和溫升速率、壓力隨溫度的變化曲線，計(jì)算了絕熱分解反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)和自加速分解溫度SADT，以SADT作為比較4種炸藥熱穩(wěn)定性的判據(jù)。結(jié)果表明，4種炸藥的絕熱分解過程分為延滯期、加速期、降速期和殘?jiān)纸馄冢?種炸藥均經(jīng)歷了較長的延滯期和短暫的加速期，放熱劇烈并伴隨明顯的壓力效應(yīng)；10#-159、聚奧-10、聚奧-9和HMX的初始分解溫度分別為 89.95℃、104.70℃、114.41℃、153.58℃，25kg標(biāo)準(zhǔn)包裝條件下的SADT分別為80.90℃、111.71℃、119.10℃、187.86℃，4種炸藥的熱穩(wěn)定性排序?yàn)椋篐MX >聚奧-9>聚奧-10>10#-159。

關(guān)鍵詞：物理化學(xué)；HMX；聚奧炸藥；絕熱加速量熱儀；熱分解動力學(xué)；熱穩(wěn)定性

引言

絕熱加速量熱儀(ARC)具有靈敏度高、測試數(shù)據(jù)豐富、測試樣品量可達(dá)克量級等優(yōu)點(diǎn)，在一定程度上能夠保證取樣的均勻性和代表性。在含能材料熱穩(wěn)定性研究中應(yīng)用廣泛[1]。

高聚物黏結(jié)炸藥以其優(yōu)良的機(jī)械性能、易于加工成型、較高的能量密度、較高的安全性能等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用，但高聚物黏結(jié)炸藥在生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用過程中一旦發(fā)生爆炸，會造成嚴(yán)重后果。采用熱分析技術(shù)研究高聚物黏結(jié)炸藥的熱穩(wěn)定性已有文獻(xiàn)報道，王志新等[2]采用ARC研究了以HMX為基的新型PBX-HKF的熱穩(wěn)定性，結(jié)果表明其熱穩(wěn)定性良好。胡榮祖等[3]采用差式掃描量熱計(jì)(DSC)研究了塑料黏結(jié)炸藥JH-94和JO-96的熱安全性，得到熱分解動力學(xué)參數(shù)和絕熱至爆時間。

聚奧-9炸藥主要由HMX和氟橡膠組成，可用作導(dǎo)爆藥和傳爆藥，聚奧-10炸藥的組成與聚奧-9炸藥相近，添加了少量鈍感劑，10#-159由HMX、硝化棉、氟橡膠和其他添加劑組成，3種聚奧炸藥中HMX的含量相近。本實(shí)驗(yàn)采用絕熱加速量熱儀對HMX和3種聚奧炸藥的熱分解特性和熱穩(wěn)定性進(jìn)行研究，考察HMX經(jīng)黏結(jié)劑包覆前后熱穩(wěn)定性的變化，為HMX和3種聚奧炸藥的安全生產(chǎn)、貯存和使用提供參考。

1實(shí)驗(yàn)

1.1樣品

HMX、10#-159、聚奧-9(JO-9)、聚奧-10(JO-10)，甘肅銀光化學(xué)工業(yè)集團(tuán)有限公司。

1.2儀器及測試條件

德國耐馳公司254型絕熱加速量熱儀，操作溫度范圍：常溫～500℃，其結(jié)構(gòu)及原理參見文獻(xiàn)[4]。采用HWS模式測量，測試中系統(tǒng)首先將樣品加熱到預(yù)先設(shè)置的初始溫度(Heat段)，穩(wěn)定一段時間以使系統(tǒng)溫度達(dá)到平衡(Wait段，設(shè)置為20min)，之后進(jìn)入絕熱檢測段(Search段，設(shè)置為10min)，如果在檢測階段結(jié)束之前，自加熱速率大于放熱檢測靈敏度(0.02℃/min)，則系統(tǒng)切換到絕熱跟蹤模式并對自加速反應(yīng)過程進(jìn)行跟蹤檢測。隨著化學(xué)反應(yīng)速率加快，樣品溫度將自動上升。如果自加速反應(yīng)速率低于該靈敏度，則啟動另一加熱段。采用鈦合金樣品球測量，設(shè)置HWS模式初始溫度為70℃，溫升步階5℃/min， 10#-159、聚奧-9、聚奧-10和HMX的樣品質(zhì)量分別為0.0602、0.0601、0.0607、0.0600g。

2結(jié)果與討論

2.14種炸藥的絕熱分解過程

4種炸藥的絕熱分解曲線如圖1所示。由于ARC無法獲得絕熱分解過程中炸藥分解量的數(shù)據(jù)，為比較4種炸藥的延滯期，引入溫度轉(zhuǎn)化分?jǐn)?shù)。將相對于初始分解反應(yīng)發(fā)生時的溫度增加與最大反應(yīng)溫度減去初始分解反應(yīng)溫度的差值之比定義為溫度轉(zhuǎn)化分?jǐn)?shù)fT，如式(1)所示：

(1)

式中：T0,s為初始分解溫度；Tf,s為熱分解反應(yīng)終止溫度。

圖1　4種炸藥的絕熱分解曲線Fig.1　Adiabatic decomposition curves of four kindsof explosives

如圖1(d)所示，溫度轉(zhuǎn)化分?jǐn)?shù)與時間的關(guān)系比較簡明，一定程度上可以反映分解反應(yīng)進(jìn)行的程度[5]，所以本研究用溫度轉(zhuǎn)化分?jǐn)?shù)代替炸藥分解量來選定炸藥熱分解延滯期。選取溫度轉(zhuǎn)化分?jǐn)?shù)小于60%的階段作為4種炸藥絕熱分解的延滯期，此階段在熱爆炸反應(yīng)之前溫升速率很小。在劇烈放熱反應(yīng)中，相比反應(yīng)物消耗，溫度升高對反應(yīng)速率的影響更為顯著，而在熱爆炸發(fā)生之前，反應(yīng)物的消耗量很少，分解深度較小(約為1%)[6]。4種炸藥的絕熱分解特性參數(shù)見表1。

表1　4種炸藥的絕熱分解特性參數(shù)

注：下標(biāo)s表示樣品和樣品球組成的反應(yīng)系統(tǒng)；T0,s為系統(tǒng)起始分解溫度；T60%為溫度轉(zhuǎn)化分?jǐn)?shù)60%時的系統(tǒng)溫度；Tf,s為系統(tǒng)反應(yīng)終止溫度；ΔTad,s為系統(tǒng)絕熱溫升，ΔTad,s=Tf,s-T0,s；Tm,s為系統(tǒng)最大溫升速率時的溫度；M0,s為系統(tǒng)起始分解速率；Mm,s為系統(tǒng)最大溫升速率；Tend為最終殘?jiān)纸饨Y(jié)束時的溫度；pf,s為系統(tǒng)最大壓力。以10#-159為例說明絕熱分解過程：

(1)反應(yīng)延滯期。此階段的熱分解進(jìn)行得非常緩慢。從圖1(a)可以看出，4種炸藥均經(jīng)歷了較長的延滯期。從圖1(b)可以看出，10#-159在90.65℃開始分解放熱，初始溫升速率0.0225℃/min，在溫度轉(zhuǎn)化分?jǐn)?shù)小于60%，即90.65～191.71℃范圍內(nèi)，溫升速率增加緩慢，增加到0.0810℃/min；同樣從圖1(c)可以看出,在90.65～191.71℃，壓力增加得較為緩慢，從116.05kPa增加到159.16kPa。

(2)加速期。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫升速率和壓力的增加加快。從圖1(b)看出，溫度超過232.54℃時溫升速率迅速增加，在248.10℃時達(dá)到最大值，溫升速率從2.64℃/min增至187.94℃/min。從圖1(c)看出，溫度大于191.71℃時，壓力開始迅速上升，反應(yīng)系統(tǒng)生成大量氣體， 249.75℃時壓力達(dá)到最大值719.68kPa。

(3)減速期。溫升速率達(dá)到最大值后，由于反應(yīng)產(chǎn)物的消耗，溫升速率迅速下降。從圖1(b)看出，溫升速率達(dá)到最大值后開始迅速下降，溫度繼續(xù)上升，熱分解反應(yīng)的最高溫度為258.50℃。 從圖1(c)看出，壓力達(dá)到最大值后開始下降，但下降程度較小。從圖1(b)、(c)均可以看出，減速期的最后階段出現(xiàn)了短暫的溫度下降現(xiàn)象，系統(tǒng)退出了絕熱跟蹤模式，這是因?yàn)樵诜艧岷笃?，溫升速率逐漸達(dá)到最大值187.94℃/min，由于反應(yīng)非常劇烈，反應(yīng)體系溫升過快，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于儀器的加熱能力，導(dǎo)致溫度出現(xiàn)下降現(xiàn)象。此時儀器并未達(dá)到絕熱狀態(tài)，但由于時間短，溫升速率大，可近似認(rèn)為是絕熱過程[7]。

(4)殘?jiān)纸馄?。系統(tǒng)退出絕熱跟蹤模式后，經(jīng)過一個HWS的加熱段后檢測到反應(yīng)系統(tǒng)繼續(xù)放熱，但后續(xù)的放熱很緩慢，溫升速率在0.130℃/min以下，反應(yīng)溫度繼續(xù)升高，直至440.17℃時氣體反應(yīng)結(jié)束。從圖1(c)看出，這期間系統(tǒng)壓力變化不大，先緩慢升高，接近反應(yīng)結(jié)束時又降低。由于4種炸藥均為負(fù)氧平衡，判斷這一階段是熱分解產(chǎn)生的殘?jiān)^續(xù)分解。

從表1可看出，4種炸藥雖然初始分解溫度差別較大，但最大溫升速率時的溫度相差不大，結(jié)合圖1(d)看出，與3種聚奧炸藥相比，HMX的延滯期時長最短，但其初始分解溫度明顯高于3種聚奧炸藥。 HMX的熱分解比較復(fù)雜，主要有2個加速期和2個減速期，對應(yīng)的溫度分別是257.34℃和272.72℃，溫升速率分別為62.78、50.86℃/min。4種炸藥熱分解加速期反應(yīng)時間很短，反應(yīng)迅速，熱分解的最大溫升速率很大，熱分解反應(yīng)產(chǎn)生的氣體壓力也很大，達(dá)579.34kPa以上，從這3個方面可以說明4種炸藥加速期的熱分解反應(yīng)很劇烈。

2.2絕熱分解特性參數(shù)校正

由于樣品分解放出的熱量不僅用于自身加熱，而且還要加熱樣品球，所以表1中的測試結(jié)果對應(yīng)于樣品和樣品球組成的反應(yīng)系統(tǒng)，當(dāng)樣品反應(yīng)放出的熱量全部用于加熱自身時，樣品的實(shí)際溫升和溫升速率均比測試值要高，所以需要對表1中的參數(shù)進(jìn)行校正，校正方法見文獻(xiàn)[8]。其中需引入熱補(bǔ)償因子Φ，它描述了傳遞給樣品球的熱量多少，計(jì)算公式如式(2)所示：

(2)

式中：ms、mb分別是樣品和球的質(zhì)量；Cs、Cb分別是樣品和球的比熱容。

由于3種聚奧炸藥造型粉中HMX的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均在94%以上，故將3種聚奧炸藥造型粉的比熱容均近似取為HMX的比熱容，Cs=1.02J·K-1·g-1。Φ值由測量軟件計(jì)算給出，結(jié)果如表2所示。

表2　熱分解特性參數(shù)的校正結(jié)果

注：T0為校正起始分解溫度；M0為校正起始分解速率；Tf為校正反應(yīng)終止溫度；Tm為校正最大溫升速率時的溫度；ΔTad為校正絕熱溫差；ΔH為絕熱分解過程反應(yīng)熱，ΔH=Cs·ΔTad。比較表1和表2，校正后的樣品初始分解溫度降低，初始放熱速率、絕熱溫升增加了Φ倍，樣品的最高溫度也大大提高。從表2可看出，4種炸藥初始分解溫度的大小順序：HMX>聚奧-9>聚奧-10>10#-159，熱分解反應(yīng)熱：HMX<聚奧-9<聚奧-10<10#-159。3種聚奧炸藥的初始分解溫度低于HMX，可能是由于配方中的其他組分加速了炸藥的熱分解，3種聚奧炸藥的HMX含量相近，其中聚奧-9和聚奧-10配方組分和含量相近，聚奧-10造型粉內(nèi)部混有少量導(dǎo)熱性好的鈍感劑，增加了體系中的反應(yīng)界面，加速了炸藥的熱分解反應(yīng)，所以聚奧-10的初始分解溫度稍低于聚奧-9。10#-159中含有硝化棉，硝化棉的熱穩(wěn)定性差，大大降低了炸藥的初始分解溫度，增加了炸藥的熱分解放熱。

2.3絕熱分解動力學(xué)參數(shù)及自加速分解溫度的計(jì)算

用Excel和Origin 8.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算，根據(jù)測得的初始分解溫度T0、反應(yīng)的最高溫度Tf以及不同時刻反應(yīng)系統(tǒng)的溫度T和溫升速率MT計(jì)算出不同溫度下的k值，作lnk-1/T曲線，對曲線進(jìn)行線性回歸，擬合系數(shù)R越大，lnk-1/T的線性關(guān)系越好。具體計(jì)算方法見文獻(xiàn)[9]。4種炸藥的絕熱分解都不是單一反應(yīng)，本研究分別選取熱分解延滯期(T0,s～T60%)和加速期(T60%～Tm,s)，對反應(yīng)級數(shù)為0、1、2時的lnk-1/T曲線進(jìn)行擬合，計(jì)算了熱分解反應(yīng)的活化能和指前因子。計(jì)算結(jié)果如表3所示。

表3　絕熱分解動力學(xué)參數(shù)

從表3可以看出，反應(yīng)級數(shù)(n)為0、1、2時4種炸藥的擬合系數(shù)非常接近，n=2時的擬合系數(shù)最大。4種炸藥延滯期活化能：HMX>聚奧-9>聚奧-10 >10#-159?；罨苤翟礁弑硎菊ㄋ師岱纸馑俣鹊臏囟认禂?shù)越大，4種炸藥延滯期的活化能很低，隨溫度的升高，熱分解反應(yīng)速率增加很??；4種炸藥加速期的活化能很高，熱分解反應(yīng)速率隨溫度升高迅速增加，加速期的熱分解反應(yīng)很激烈。從圖1(d)中也可以看出，加速期的熱分解反應(yīng)比延滯期迅速的多。

自加速分解溫度(SADT)表示正常存貯等條件下發(fā)生熱自燃的難易程度，是國際上目前普遍采用的用來評價反應(yīng)性化學(xué)物質(zhì)熱自燃危險性的重要指標(biāo)[10]。鑒于此，本研究采用SADT作為比較4種炸藥熱穩(wěn)定性的判據(jù)。根據(jù)文獻(xiàn)[10]，SADT的計(jì)算公式如式(3)所示：

(3)

式中：Ta是反應(yīng)樣品在一定包裝條件下的SADT；TNR是系統(tǒng)的不回歸溫度。

系統(tǒng)不回歸溫度是指熱量產(chǎn)生速率按照冪指數(shù)的方式增加使得反應(yīng)系統(tǒng)熱量不能被及時排除的最低溫度，TNR達(dá)到最大反應(yīng)速率的時間等于系統(tǒng)的時間常數(shù)τ。τ與包裝介質(zhì)的材質(zhì)及散熱性質(zhì)等有關(guān)，計(jì)算公式如式(4)所示：

(4)

式中：M為樣品質(zhì)量，g；U為容器的導(dǎo)熱系數(shù)，J/(cm2·K·s)；S為容器和試樣的接觸面積，cm2。

本研究選擇兩種包裝條件，表面總傳熱系數(shù)U均為2.84×10-4J/(cm2·K·s)，一種是25kg標(biāo)準(zhǔn)包裝條件，接觸面積(S)為4812.4cm2，另一種是50kg圓柱體包裝，接觸面積(S)為6430.7cm2。由ARC的測試結(jié)果得到某一溫度T與此溫度下達(dá)到最大反應(yīng)速率的時間之間的關(guān)系[11]，由此可根據(jù)時間常數(shù)τ得到其對應(yīng)的TNR。由式(3)計(jì)算4種炸藥在包裝中的SADT，計(jì)算結(jié)果如表4所示。

表4　4種炸藥的SADT

從表4看出，4種炸藥的包裝規(guī)格越大，SADT值越低，這是因?yàn)榘b容積越大，盛放的物料越多，自分解放出的熱量不能及時散出，熱量逐步積累導(dǎo)致失控，比較相同包裝條件下4種炸藥的SADT順序?yàn)椋篐MX>聚奧-9>聚奧-10>10#-159。由于氟橡膠的導(dǎo)熱性能很差，當(dāng)其包覆在HMX表面時，HMX受熱分解產(chǎn)生的熱量聚集在造型粉內(nèi)部，不能及時排出，所以相對于單質(zhì)HMX，3種聚奧炸藥更容易發(fā)生熱量積累而發(fā)生失控反應(yīng)，即SADT更低，熱穩(wěn)定性更差。3種聚奧炸藥的HMX含量相近，由前述分析可知，聚奧-10比聚奧-9更容易發(fā)生熱積累，所以聚奧-10的SADT低于聚奧-9。10#-159中除含有氟橡膠和鈍感劑外，還含有硝化棉，更容易發(fā)生熱量積累，所以10#-159的SADT最低。綜上，4種炸藥的熱穩(wěn)定性排序?yàn)椋篐MX>聚奧-9>聚奧-10> 10#-159。

3結(jié)論

(1)4種炸藥的絕熱分解過程分為延滯期、加速期、減速期和殘?jiān)纸馄冢?種炸藥均經(jīng)歷了較長的延滯期和短暫的加速期。

(2)HMX、聚奧-9、聚奧-10、10#-159的初始分解溫度分別為153.58、114.41、104.70、 89.95℃。

(3)以SADT為判據(jù)比較4種炸藥的熱穩(wěn)定性，大小順序?yàn)椋篐MX>聚奧-9>聚奧-10>10#-159。初始分解溫度、反應(yīng)熱和活化能數(shù)據(jù)也可以證明此結(jié)果。

(4)4種炸藥熱分解的最大溫升速率均較高，放熱劇烈，且熱分解產(chǎn)生的氣體壓力很高。所以一定要嚴(yán)格控制環(huán)境溫度，避免不可控反應(yīng)的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]周新利,王祖亮,呂春緒. 3#煤礦許用膨化硝銨炸藥的絕熱分解[J].火炸藥學(xué)報,2007,30(5):15-20.

ZHOU Xin-li, WANG Zu-liang, Lü Chun-xu. Adiabatic decomposition of No. 3 permissible expanded ammonium nitrate explosive [J]. Chinese Journal of Explosives and Propellants, 2007,30(5):15-20.

[2]王志新,李國新,勞允亮,等.用加速量熱儀研究PBX-HKF的熱穩(wěn)定性[J].含能材料,2005,13(2):113-117.

WANG Zhi-xin, LI Guo-xin, LAO Yun-liang, et al. Study on therma1 stability of PBX-HKF by accelerating rate calorimeter [J]. Energetic Materials, 2005,13(2):113-117.

[3]胡榮祖.高紅旭.趙鳳起.塑料粘結(jié)炸藥JH-96和JO-96的熱安全性[J].火炸藥學(xué)報,2008,31(6):28-32.

HU Rong-zu, GAO Hong-xu, ZHAO Feng-qi. Thermal safety of plastic bonded explosives JH-96 and JO-96 [J]. Chinese Journal of Explosives and Propellants, 2008, 31(6): 28-32.

[4]Townsend D I, Tou J C. Thermal hazard evaluation by accelerating rate calorimeter [J]. Thermochim Acta,1980, 37:1-30.

[5]高大元,徐容,董海山,等.TATB及其雜質(zhì)的絕熱分解研究[J].爆炸與沖擊,2004,24(1): 69-74.

GAO Da-yuan, XU Rong, DONG Hai-shan, et al. Study on thermal decomposition of TATB and its impurity by accelerating rate calorimeter[J]. Explosion and Shock Waves,2004,24(1): 69-74.

[6]賈昊楠,安振濤,路桂娥,等.某新型改性雙基推進(jìn)劑的熱安全性[J].固體火箭技術(shù),2014,37(5):662-665.

JIA Hao-nan, AN Zhen-tao, LU Gui-e et al. Thermal safety of one new-type CMDB propellant[J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2014,37(5):662-665.

[7]王傳興,謝傳欣,陳慶芬,等.雜質(zhì)對有機(jī)過氧化物自加速分解溫度的影響[J].青島科技大學(xué)學(xué)報,2007,28(2):121- 124.

WANG Chuan-xing, XIE Chuan-xin, CHEN Qing-fen, et al. Effects of impurities on self accelerating decomposition temperature(SADT) of organic peroxides[J]. Journal of Qingdao University of Science and Technology, 2007, 28(2):121-124.

[8]賈昊楠,路桂娥,江路明,等.用加速量熱儀研究雙基發(fā)射藥的絕熱分解特性[J].火炸藥學(xué)報,2013,36(5):77-81.

JIA Hao-nan, LU Gui-e, JIANG Lu-ming et al. Study on adiabatic decomposition properties of double-base gun propellant by accelerating rate calorimeter (ARC) [J]. Chinese Journal of Explosives and Propellants, 2013, 36(5): 77-81.

[9]沈立晉,汪旭光.采用加速量熱法評價防爆硝酸銨的熱穩(wěn)定性[J].火炸藥學(xué)報,2004,27(1):73-77.

SHEN Li-jin, WANG Xu-guang. The thermal stability evaluation of anti-explosive ammonium nitrate by accelerating rate calorimeter [J]. Chinese Journal of Explosives and Propellants, 2004, 27(1):73-77.

[10]楊茜,陳利平,陳網(wǎng)樺,等.4種硝酸酯熱安定性的絕熱試驗(yàn)研究[J].安全與環(huán)境學(xué)報,2012,12(1):186-190.

YANG Qian, CHEN Li-ping, CHEN Wang-hua, et al. Research on the thermal stability of four nitrates by accelerating rate calorimeter [J]. Journal of Safety and Environment, 2012,12(1):186-190.

[11]何潔.有機(jī)過氧化物的熱危險性分析[D].南京：南京理工大學(xué),2008.

[8]CHEN Peng-wan, HUANG Feng-lei, DING Yan-sheng. Micro-structure, deformation and failure of polymer bonded explosives[J]. Material Science, 2007, 42:5272-5280.

Adiabatic Decomposition of HMX and Several HMX Based Composite Explosive

WU Na-na1, LU Zhi-yan2, LI Zhi-hua2, ZHANG Guang-yuan2, WANG Jian-long1,

GAO Jian-feng1, ZHANG Zheng-zheng2

(1. School of Science , North University of China, Taiyuan 030051, China；2. Research Institute of Gansu Yinguang Chemical Industry Group Co. Ltd., Baiyin Gansu 730900, China)

Abstract:The thermal decomposition behaviors of PBX based on HMX-10#-159(10#-159), PBX based on HMX-10 (JO-10),PBX based on HMX-9 (JO-9) and single-compound explosive HMX under the adiabatic condition were studied by an accelerating rate calorimeter (ARC). The changing curves of adiabatic decomposition temperature and temperature conversion rate fraction with time, and temperature rise rate and pressure with temperature were obtained. The kinetic parameters of adiabatic decomposition and self-accelerating decomposition temperature (SADT) were calculated. SADT was used as the criterion of comparing the thermal stability of four kinds of explosives. Results show that the adiabatic decomposition of four kinds of explosives can be divided into four stages: induction period, acceleration period, deceleration period and decomposition of residue. Four kinds of explosives are experienced in long induction period and short acceleration period, and releasing heat rapidly and with obvious pressure effect. The initial decomposition temperature of 10#-159, JO-10, JO-9 and HMX are 89.95,104.70,114.41 and 153.58℃, respectively and the SADT under 25 kg packaging standard condition are 80.90, 111.71, 119.10 and 187.86℃, respectively. The thermal stabilities of four kinds of explosives decrease in the order HMX >JO-9>JO-10 >10#-159.

Keywords:physical chemistry; HMX; JO-mixed explosive; acceleratiog rate calorimeter(ARC); thermal decomposition kinetics; thermal stability

作者簡介:吳娜娜(1991-)，女，碩士研究生，從事混合炸藥配方設(shè)計(jì)及性能研究。

收稿日期:2015-06-25；修回日期:2015-08-26

中圖分類號：TJ55; O643

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1007-7812(2015)05-0054-06

DOI：10.14077/j.issn.1007-7812.2015.05.011