硝酸铵作为一种化学品, 在一定程度上是组成现代工业炸药的重要成分之一, 其本身具备异常复杂的化学与物理性质, 在温度和压力均处于正常状态的前提下, 相对比较稳定, 但是一经受热之后, 便会逐渐开始进行热分解。热分解形式依据温度的不同, 会有多种方式, 并且热分解过程中会将大量的热量释放出来。基于硝酸铵刚开始进行热分解作用时的温度异常高, 故一般会将其当做一种稳定性相对较高的化学物质。然而, 热分解中如果有杂质的参与, 则在升高温度的过程中, 硝酸铵也会发生分解, 并且将大量的热量释放出来, 进而对其本身的物理和化学性能造成严重的影响[1]。
经过大量的实验证明, 能够活化系统的物质、不会对系统造成任何影响的物质以及那些能够对系分解起到抑制作用的物质对于硝酸铵的热分解作用有显著的影响。
通常情况下, 活化系统的物质在很大程度上能够显著的促进硝酸铵本身活化能的有效降低, 抑或者能够有效的加快硝酸铵本身的热分解作用, 诸如水、二氧化氮、硝酸以及无机物等。在此基础上, 硝酸铵还可以与硝酸盐进行反应, 以此将硝酸类的物质生出来。
不会对系统造成任何影响的物质, 也就是所谓的惰性物质, 这类物质对于系统的热分解往往不会造成任何的影响, 且难溶于水, 类似的物质诸如以高岭土、石棉、玻璃以及滑石为主的聚硅酸盐, 硫酸钡, 硅石的不同变体以及硫酸铝等[2]。
抑制系统进行分解作用的物质, 通常被分为两种。第一, 在含量非常小的情况下, 便能够有效的抑制或者防止硝酸铵进行自行的分解, 通过与NO2与HNO3的有机结合, 便能够阻止继续分解, 故往往被称为稳定剂。第二, 这种物质与上述物质明显不同, 只有在系统中大量存在时, 才能有效阻止硝酸铵进行热分解作用, 故往往被称为钝化物, 且本身的钝化作用非常的微弱。探究其之所有产生钝化作用的原因, 绝大部分与该物质在充分的与硝酸铵进行混合之后, 相应的会产生一种晶体, 或者在两种物质进行充分的过程中某种程度的复分解反应会出现, 诸如那些极易能够与水相溶的盐类物质等。
事实上在上个世纪的五六十年代, 在炸药热稳定性的研究过程中就开始普遍使用热差分析法 (DTA) 与差示扫描量热法 (DSC) , 这两种也经常用于硝酸铵热分解稳定性的研究过程, 其中发挥着不可替代的重要的作用。
利用DSC方热峰值法在添加剂作用下对硝酸铵晶体转变和热分解规律的有效研究, 在一定程度上增加了添加剂对于如何促进硝酸铵常温稳定性与高温热活性的重要机理、途径, 经过研究证明, 常温条件下添加剂有助于硝酸铵本身晶变热效应的显著削弱, 有助于稳定晶型;通过木粉、KCI以及棉纤维等物质的加入, 在很大程度上可以提前释放硝酸铵的热温度, 极大的增强其本身的释能, 并且在高温条件下能够加快硝酸铵的热分解作用。
特征信号和无烟信号剂在选择使用哪种氧化剂时, 硝酸铵是首要的选择之一, 然而硝酸钠在使用过程中存在着一定的缺陷, 如点火和燃烧的困难, 进而致使硝酸铵在分解时的温度较之前显著降低、帮助硝酸铵进行快速的热分解。
所谓的感应期测定法主要将一定数量的硝酸铵进行密封, 然后在某种温度条件下进行静置, 从静置到其自行燃烧所需要花费的时间进行准确的测量, 以此称为自燃阻滞期[3]。
所谓的压力测定法与感应期测定法有一定的相似点, 同样是将一定数量的硝酸铵进行密封, 然后静置在某种温度条件下, 对其系统本身的压力变化进行科学的测定, 最后借助一定的微分法将其分解速度与时间之间的紧密关系进行科学的分析。
硝酸铵作为一种化学品, 在工业和农业中的用途十分广泛, 化学与物理性质异常复杂, 通常在常温状态下相对比较稳定, 但是随着温度的升高和受杂质作用的影响, 便会逐渐开始进行热分解反应。综上所述, 本文系统化的介绍了硝酸铵进行热分解的主要机理, 研究和分析了硝酸铵热分解作用的重要影响因素, 诸如活化系统的物质、不会对系统造成任何影响的物质以及对系统分解起到抑制作用的物质, 在此基础上提出了三种测定硝酸铵热稳定性的常用方法。
摘要：硝酸铵作为一种化学品, 在工业和农业中的用途十分广泛, 其在常温的状态下非常稳定, 伴随着温度的逐渐升高, 再加上杂质作用的干扰影响, 硝酸铵会出现一定的分解, 进而对其本身物理和化学性能的改变带来严重的影响, 严重的情况下还会引发燃烧甚至是爆炸。为此, 在温度较低的情况下, 强化对硝酸铵热稳定性的科学研究, 在安全的生产和使用过程中发挥着至关重要的作用。
关键词：硝酸铵,热稳定性,研究
[1] 杨丽, 袁治雷, 吕智星, 贺增弟.硝酸铵的热稳定性研究[J].山西化工, 2011, (02) .
[2] 田宇.工业炸药中硝酸铵热稳定性影响综述[J].煤矿爆破, 2011, (01) .
[3] 王北锋, 刘展利, 张娅.探究添加剂对硝酸铵热稳定性及爆炸性的影响[J].化工管理, 2013, (24) .
