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改性复合蜡制乳化炸药热分解特性：机理、影响与应用探究

一、引言

1.1研究背景与意义

乳化炸药作为一种高效能、高威力的爆炸物，凭借其诸多优良特性在多个领域得到了广泛应用。在矿山开采中，它能够高效地破碎岩石，助力矿石的开采与挖掘，显著提高开采效率；在水利水电工程里，常用于大坝建设、隧道挖掘等作业，为大型基础设施的建设发挥关键作用；在国防建设领域，乳化炸药也是制造弹药、爆炸物等的重要原材料，对国防安全有着重要意义。此外，在建筑、交通运输、采石场等领域，乳化炸药同样发挥着不可或缺的作用。随着全球经济的持续发展以及能源需求的不断攀升，乳化炸药的市场需求也在稳步增长，其应用前景十分广阔。

然而，传统的乳化炸药多以硝化甘油为主要成分，这使其在生产、运输、储存、使用等各个环节都存在较大的安全隐患。硝化甘油具有高度的敏感性，受到外界的撞击、摩擦或静电等因素影响时，极有可能引发爆炸事故，从而造成严重的人员伤亡和巨大的财产损失。并且，硝化甘油还具有一定的毒性，长时间接触或吸入会对人体造成不同程度的损害，严重时甚至会导致中毒。此外，传统乳化炸药在储存过程中，其稳定性也较差，容易出现聚结和沉降现象，导致炸药性能下降，影响使用效果。

为了降低乳化炸药的安全风险，提高其性能，研究新型乳化炸药成为了化学研究领域的热点。改性复合蜡作为一种热塑性材料，在润滑、密封、防腐蚀等方面有着广泛的应用。将复合蜡引入炸药配方中，能够发挥增稠、隔离、缓慢释放等作用，从而有效提高乳化炸药的爆炸性能和安全性。通过增稠作用，可使乳化炸药的体系更加稳定，减少相分离现象的发生；隔离作用能有效阻止内部成分与外界环境的相互作用，降低外界因素对炸药性能的影响；缓慢释放作用则可以使炸药的能量释放更加均匀和可控，提高爆炸的效果和安全性。因此，对改性复合蜡制乳化炸药热分解特性展开研究具有至关重要的意义。

本研究通过深入探究改性复合蜡制乳化炸药的热分解特性，一方面，能够为乳化炸药的安全性和爆炸性能的提升提供坚实的实验依据，使其在军事、民用等领域的应用更加安全可靠。通过对热分解特性的研究，可以更好地了解炸药在不同条件下的反应过程，从而优化配方和生产工艺，降低安全风险，提高爆炸威力。另一方面，丰富了乳化炸药的制备方法和材料，为炸药领域的发展开拓了新的思路。改性复合蜡的引入为乳化炸药的研究提供了新的方向，通过对其在炸药中作用机制的研究，可以为其他新型材料在炸药中的应用提供参考，推动整个炸药领域的技术进步和创新发展。

1.2国内外研究现状

在乳化炸药热分解特性的研究方面，国内外学者已取得了一定的成果。马志钢和王瑾运用差示扫描量热仪（DSC），针对不同升温速率下二级和三级煤矿许用乳化炸药放热分解反应的起始温度和峰顶温度展开测试，并借助Kissinger法计算出该反应的动力学参数，进而得到了120℃、150℃和250℃时的反应速率常数。其研究结果显示，随着配方中KCl和NaCl含量的增加，乳化炸药的安定性有所增强。

还有学者通过热分解实验和表征手段，深入探究了乳化炸药中典型组分对其热分解行为的影响。在热分解实验过程中，发现不同的表面活性剂种类和含量，会对乳化炸药的热分解过程和放热量产生显著影响；同时，助燃剂的种类和含量同样会对乳化炸药的热分解行为造成影响。

在改性复合蜡应用于炸药的研究领域，也有诸多成果涌现。有研究探讨了复合蜡在JWL-Ⅲ型和JK型乳化炸药中的应用及其对性能的影响，实验结果表明，复合蜡的添加能够增强乳化炸药的爆轰性能，且不会对其安全性产生影响。通过实验确定了最佳的复合蜡添加量为0.5wt%，此时的JWL-Ⅲ型和JK型乳化炸药的爆轰速度和爆压分别达到了5700m/s和2200kN/cm2。还有研究采用熔融混合的方法来制备复合蜡，分析结果表明，该制备方法能够制备出高质量的复合蜡，且复合蜡的微观结构更加均匀，具有更好的分散性。

然而，当前的研究仍存在一定的不足。在热分解特性研究方面，对于改性复合蜡制乳化炸药的热分解过程，尚未能从微观层面进行深入且全面的解析，热分解反应动力学模型也有待进一步优化和完善，以更精准地描述和预测其热分解行为。在改性复合蜡的应用研究中，对于不同类型的改性复合蜡与乳化炸药各组分之间的相互作用机制，研究还不够透彻，这在一定程度上限制了对乳化炸药性能的进一步优化和提升。此外，在实际应用中，如何确保改性复合蜡制乳化炸药在不同环境条件下的稳定性和安全性，也需要开展更多深入且系统的研究。

1.3研究目标与内容

本研究旨在制备一种改性复合蜡制乳化炸药，并通过实验探究其热分解特性，具体目标如下：

设计配方并制备样品：根据已有文献，设计改性复合蜡和乳化炸药的配方，并在实验室中制备样品。在设计配方时，充分考虑改性复合蜡的种类、含量