新型安全鞭炮药剂爆响性和安全性研究.pdfVIP

270 中国民用爆破器材学会第六届年会论文集 新型安全鞭炮药剂爆响性及安全性研究 叶志文吕春绪刘祖亮 南京理工大学(南京，210094) [摘 要] 本文研究了新型安全鞭炮药剂的爆响率、声级值及撞击感度、摩擦感度、5秒爆发点、相容性、真空 安定忭等安伞性能．研究表明，新型安全鞭炮药剂具有优良的爆响性能：同目前使用的白药(含氖酸钾)、黑火药 相比．机械感度、热感度大大降低．安全性得到能大幅度提高．是一种适合我国国情的。具有优良推广使用价值的 鞭炮药剂． [关键词]鞭炮药剂爆响性安全性 1引言 烟花爆竹是我国传统文化产品，千百年来深受人们喜爱。我国是一个烟花爆竹生产大国，生产企 业数千家．从业人员数百万人，年产量4000多万箱，世界上90％的鞭炮为中国制造Ⅲ。 然而由丁’1’：艺老化，生产方式落后，特别是在药剂使用上一直沿用不稳定、高敏感度的氯酸钾作 原料，在烟花爆竹的生产、贮存、运输过程中发生了不少安全问题。尤其是近年来，广东、江西、福 建、河北等地接二连二地发生群死群伤的恶性事故，给人民生命财产带来了巨人的损失，虽然事故原 因多种多样，但其深层原因在于氯酸钾的不安全性嵋’。氯酸钾是一种强氧化剂，与有机物、可燃物混 合后受热、撞击、摩擦，极易爆炸Ⅱ1。由于氯酸钾属于敏感性强、易分解和易引起爆炸的物质，由其 配制的鞭炮约剂对摩擦、撞击的敏感度较高，管理稍有疏忽，操作稍有不慎，就易酿成事故。这直接 威胁到工人的人生安全，也给管理者带来了极大的管理责任。因此，如何有效地解决含氯酸钾鞭炮的 敏感度问题．如何研制安全鞭炮药剂，不仅具有重大的科学价值，而且成为烟花爆竹这一传统产业能 否继续生存发展．千百万人能否安居乐业的问题。 针对这一问题，许多科研人员进行了长期、系统和深入的研究，在某些方面采取了一些措施，并 取得了一些效果，但迄今为止问题没有得到彻底解决。 南京理：[=大学科研人员于2000年开始着手研究这一课题，经大量的实验及反复探索研究，充分认 识到：解决这一问题的根本途径在于必须完全摒弃氯酸钾作为鞭炮药剂的氧化剂，从而切实提高鞭炮 药剂的本质安全性。经过方案论证、配方设计、实验室研究和生产试验、用户试验等反复过程，终于 获得了新型安全鞭炮药剂的较佳配方、工艺及工艺条件。试制产品经国家民用爆破器材质量检测中心 检测和湖南浏阳、祁东等地烟花爆竹厂试用说明：新型安全鞭炮药剂所制成的鞭炮具有爆响率、碎纸 率高，响声好等特点．尤其是安全鞭炮药剂的高安全性及低吸湿率特点，深得用户欢迎。并于2003年 12月通过湖南省科技厅组织的技术鉴定，鉴定意见认为该产品达到国际先进水平。 2新型安全鞭炮药剂的爆响率 当前，我国鞭炮药剂的主要分为黑药、白药(含氯酸钾)。黑药主要成份为l(N03、S、木碳粉， 该药存在着对火焰十分敏感，机械、撞击感度较高，且易吸湿的缺点，由其制战的鞭炮有爆响率低、 响声小的缺点．不受市场欢迎，目前已较少使用．白药(含氯酸钾)是当前使用最广泛的鞭炮药剂， 其主要成份为KCl03、A1、S。由向药制成的鞭炮，具有爆响率高，响声好的优点。但由于氯酸钾是一 陷和活性区增加，最终导致混合物的点火燃烧(或爆炸)，这一固一固反应机理说明：KCl03与可燃剂 混合物对热、机械作用敏感度高，容易发生燃烧爆炸事故。因此安全鞭炮药剂的研究关键在于确定一 中国民用爆破器材学会第六届年会论文集 种或数种安全、稳定的新型高效氧化剂，以取代氯酸钾，并铺之以高热值、高活性的可燃物作为还原 剂，以氧平衡原理确定配方。 因此，根据最火安全原则及能量适中原则，经过大量的实验和反复的研究．确定了复合无机盐 作为新型安全鞭炮药剂的氧化剂，并将其改性，使之具备优良的物化性能，随后，同优选的复合还原 剂在一定的L艺条件下制各成新刑安全鞭炮药剂，取得了较好的效果。 依据GBl0631--89，对用新型安全鞭炮药剂制成的小鞭测定其爆响性能，结果如下所示。 爆响率为97％(标准要求≥93％，一级品≥95％)，储存两个月后爆响率为95％(标准要求≥ 85％，一级品≥90％)。 声级值为113dB(20响声级值范围110--117dB的平均值)，标准要求150dB，国标要求仅有 上限，而无．卜．限，但据经验表明，声级值只要大于90dB，就可满足消费者对声响的需求。 另外