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安全环保的彩色发烟剂配方研究(3)

时间:2018-03-03 21:53来源:毕业论文
发烟剂所进行的氧化还原反应,大多数是由它本身所含的氧来氧化可燃剂。发烟剂可以在隔绝空气的条件下燃烧使反应完全;也有部分药剂可以利用空气中


发烟剂所进行的氧化还原反应,大多数是由它本身所含的氧来氧化可燃剂。发烟剂可以在隔绝空气的条件下燃烧使反应完全;也有部分药剂可以利用空气中的氧燃烧。
几种常用氧化剂物理化学参数:
表2.1  几种常用氧化剂的物理及化学性质
名称    分子量    熔点(℃)    分解时放出1g氧的氧化剂量(g)    生成热
(kJ/mol)    分解热
(kJ/g)
KClO3    123    370    2.55    401    +0.33
KClO4    139    610(分解)    2.17    451    -0.04
Ba(NO3)2    162    592    3.27    991    -1.67

彩色发烟剂所使用的氧化剂有如下特征:①有效氧量的含量较高,且燃烧时能够放出氧;②固体,且熔点一般不高于500℃;③对人体没有害。高氯酸钾的含氧量丰富,但其分解温度高,导致体系燃烧温度较高,会导致染料分解;硝酸钾的分解温度虽然低,可是其分解时吸收热量较多,且吸湿性强,稳定性差。有色发烟剂所使用的氧化剂一般氯酸钾。这是因为它不仅分解的温度低,效果好,反应活性较高,成本低廉,同时其分解时放出热量,含氧丰富。但是,氯酸钾的机械感度高,稳定性差,导致含氯酸钾的发烟剂在撞击、摩擦、热等形式的能量作用下,易发生燃烧甚至爆炸,导致事故频繁发生,威胁人身安全,造成财产损失[10-13]。硝酸钡具有吸湿性小、本质安全、价格低廉等很多优势,很多烟火药中都使用硝酸钡作为氧化剂[14]。硝酸钡的缺陷也很显著,如密度大、热分解吸热量大、熔点高等。密度过大则将会影响到装药工艺,装药结构会发生变化,需要重新设计;热分解吸热量大,则导致发烟剂总体反应速度慢,燃烧状态不能稳定传递,出现熄火甚至断火的现象;熔点高将会导致点火困难。
鉴于前述的各种问题,想要在烟火产业中推广硝酸钡成为安全氧化剂,首要的工作,就是采用科学的方法,使硝酸钡的反应活性提高,要对硝酸钡进行材料改性,敏化后的硝酸钡才可以作为安全的氧化剂为大家所接纳。我校针对硝酸钡在性能上的缺陷,研究并优化了可以提高反应活性、降低密度的改性技术,大大提高了硝酸钡的点火可靠性。 针对硝酸钡所进行的改性工艺主要有:⑴采取添加金属氧化物催化剂的方法,提高硝酸钡在热分解时的活性的活化改性工艺;⑵采取无机盐发泡膨化的方法,从而降低密度的轻质化的改性工艺[15-17]。
2.2  可燃剂
    发烟剂中的可燃剂应该满足以下要求:(1)燃烧温度及燃烧热值适当,既要能够文持稳定燃烧又要能防止染料分解;(2)易被氧化剂及空气中的氧氧化,而且燃烧时所需的氧量比较少;(3)反应能够放出一定的热量,确保发烟剂能够施放最佳的特种效应;(4)具有一定的粒度,以便能混合的均匀,使燃烧稳定;(5)杂质较少,避免产生副作用; 安全环保的彩色发烟剂配方研究(3):http://www.751com.cn/huaxue/lunwen_10333.html
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