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爆炸品的特性
时间:2018-1-2   来源:本站   点击:1671次
本类危险化学品是指在外界作用下(如受热、受压、撞击等),能发生剧烈的化学反应,瞬时产生大量的气体和热量,使周围的压力急剧上升,发生爆炸,对周围环境造成破坏的物品,也包括无整体爆炸危险,但具有燃烧、抛射及较小爆炸危险的物品。
爆炸是物质从一种状态通过物理的或化学的变化突然变成另一种状态,并放出巨大的能量而做机械功的过程。爆炸可分为核爆炸、物理爆炸、化学爆炸三种形式。
核爆炸是由核反应引起的爆炸。例如:原子弹或氢弹的爆炸。
物理爆炸是由物理原因引起的爆炸,例如:蒸汽锅炉因水快速汽化,压力超过设备所能承受的强度而产生的锅炉爆炸;装有压缩气体的钢瓶受热爆炸等。
化学爆炸的物质发生化学反应而引起的爆炸。化学爆炸可以是可燃气体和助燃气体的混合物遇明火或火源而引起(如煤矿的瓦斯爆炸);也可以是可燃粉末与空气的混合物遇明火或火源而引起(粉尘爆炸);但更多的是炸药及爆炸性物品所引起的爆炸。化学爆炸的主要特点是:反应速度极快,放出大量的热,产生大量的气体,只有上述三者都同时具备的化学反应才能发生爆炸。
爆炸品具有以下特性。
1.爆炸性强
爆炸品都具有化学不稳定性,在一定的外界条件作用下,能以极快的速度发生猛烈的化学反应,产生大量的气体和热量,使周围的温度迅速升高并产生巨大的压力而引起爆炸。例如,黑火药的爆炸反应:
2KNO3+S+3C===K2S+N2↑+3CO2↑+热量
显然,黑火药的爆炸反应就具备化学爆炸的三个特点:反应速度极快,瞬间即进行完毕;产生大量气体(280L/kg);放出大量的热(3015kJ/kg),火焰温度高达2100℃以上。
煤在空气中点燃后,虽然也能放出大量的热和气体:
C+O2===CO2+热量
但由于煤的燃烧速度比较慢,产生的热量和气体逐渐地扩散开去,不能在其周围产生高温和巨大压力,所以只是燃烧而不是爆炸。
2.敏感度高
各种爆炸品的化学组成和性质决定了它具有发生爆炸的可能性,但如果没有必要的外界作用,爆炸是不会发生的。也就是说,任何一种爆炸品的爆炸都需要外界供给它一定的能量—起爆能。不同的炸药所需的起爆能不同,某一炸药所需的最小起爆能,即为该炸药的敏感度(简称感度)。起爆能与敏感度成反比,起爆能越小,敏感度越高。从储运的角度来讲,希望敏感度低些,但实际上如炸药的敏感度过低,则需要消耗较大的起爆能,造成使用不便,因而各使用部门对炸药的敏感度都有一定的要求。
爆炸品的感度主要分热感度(加热、火花、火焰)、机械感度(冲击、针刺、摩擦、撞击)、静电感度(静电、电火花)、起爆感度(雷管、炸药)等。不同的爆炸品的各种感度数据是不同的。
决定爆炸品敏感度的内在因素是它的化学组成和结构,影响敏感度的外来因素还有温度、杂质、结晶、密度等。
(1) 化学组成和化学结构爆炸品的化学组成和化学结构是决定其具有爆炸性质的主要因素。具体地讲是由于分子中含有某些“爆炸性基团”引起的。例如:叠氮化合物中的-N ==N-N基;雷汞、雷银中的-O-N ==C基;硝基化合物中的-NO2基;重氮化合物中的-N ==N-基等。
另外,爆炸品分子中含有“爆炸性基团”的数目对敏感度也有明显的影响,例如芳香族硝基化合物,随着分子中硝基(-NO2)数目的增加,其敏感度亦增高。硝基苯只含有一个硝基,它在加热时虽然分解,但不易爆炸,因其毒性突出定为毒害品;(邻、间、对)二硝基苯虽然具有爆炸性,但不敏感,由于它的易燃性比爆炸性更突出,所以定为易燃固体;三硝基苯所含硝基的数目在三者中最多,其爆炸性突出,非常敏感,故定为爆炸品。
(2) 温度不同爆炸品的温度敏感度是不同的。例如:雷汞为165℃,黑火药为270-300℃,苦味酸为300℃。
同一爆炸品随着温度升高,其机械感度也升高。原因在子其本身具有的内能也随温度相应的增高,对起爆所需外界供给的能量则相应地减少。因此,爆炸品在储存、运输中绝对不允许受热,必须远离火种、热源,避免日光照射,在夏季要注意通风降温。
(3)杂质杂质对爆炸品的敏感度也有很大影响,而且不同的杂质所起的影响也不同。在一般情况下,固体杂质,特别是硬度高、有尖棱的杂质能增加爆炸品的敏感度。因为这些杂质能使冲击能量集中在尖棱上,产生许多高能中心,促使爆炸品爆炸。例如,梯恩梯炸药中混进砂粒后,敏感度就显著提高。因此,在储存、运输中,特别是在撒漏后收集:时,要防止砂粒、尘土混入;相反,松软的或液态杂质混入爆炸品后,往往会使敏感度降低。例如:雷汞含水大于10%时可在空气中点燃而不爆炸;苦味酸含水量超过35%时就不会爆炸。因此,在储存中,对加水降低敏感度的爆炸品如苦味酸等,要经常检查有无漏水情况,含水量少时应立即添加,包装破损时要及时修理。
(4)结晶有些爆炸品由于品型不同,它的敏感度也不同。例如:液体硝化甘油炸药在凝固、半凝固时,结晶多呈三斜晶系,属不安定型。不安定型结晶比液体的机械感度更高,对摩擦非常敏感,甚至微小的外力作用就足以引起爆炸。因此,硝化甘油炸药在冷天要做防冻工作,储存温度不得低于15℃,以防止冻结。
(5)密度爆炸品随着密度增大,通常敏感度均有所下降。粉碎、疏松的爆炸品敏感度高,是因为密度不仅直接影响冲击力、热量等外界作用在爆炸品中的传播,而且对炸药颗粒之间的相互摩擦也有很大影响。在储运中应注意包装完好,防止破裂致使炸药粉碎而导致危险。
爆炸品除具有以上所述的爆炸性强和敏感度高的特性外还有以下一些性质。
(1)很多炸药,例如梯恩梯、硝化甘油、雷汞等都具有一定的毒性。
(2) 有些爆炸品与某些化学药品如酸、碱、盐发生化学反应的生成物是更容易爆炸的化学品。例如:苦味酸遇某些碳酸盐能反应生成更易爆炸的苦味酸盐;雷汞遇盐酸或硝酸能分解,遇硫酸会爆炸。
(3)某些爆炸品与一些重金属(铅、银、铜等)及其化合物的生成物,其敏感度更高。例如:苦味酸受铜、铁等金属撞击,立即发生爆炸;雷汞与铜作用的生成物具有更大的敏感度等;为此苦味酸等不得用金属容器包装。
(4)某些爆炸品受光照易于分解,如叠氮银、雷酸银等。
(5) 某些爆炸品具有较强的吸湿性,受潮或遇湿后会降低爆炸能力,甚至无法使用,如硝钱炸药等应注意防止受潮失效。
3.着火危险性
凡是炸药,百分之百的都是易燃物质,而且着火不需外界供给氧气。因为许多炸药本身就是含氧的化合物或者是可燃物与氧化剂的混合物,受激发能量作用即能发生氧化一还原反应而形成分解式燃烧。此外,许多爆炸品本身具有毒害性[如梯恩梯(TNT)、雷汞、苦味酸等〕、静电危险性等。
4.爆炸品举例
(1)导火索
1) 理化性质:导火索以黑火药为芯体,外层包有棉线,外形与棉绳相似,制成卷状,每卷长50m;对火焰敏感,爆燃点290-300℃,爆温2200-2380℃ ,燃速约lcm/s;能用明火或拉火管点燃。
2) 危险特性:接触火焰、电火花或受到猛撞和摩擦,均能引起燃烧。
3) 灭火剂:大量水;禁用砂土压盖。
(2)三硝基甲苯(干的或含水小于30%)
1) 别名:梯恩梯;茶色炸药。
2)分子式:CH3 C6 H2 (NO2)3。
3) 理化性质:白色或淡黄色针状结晶。无嗅,有毒,几乎不溶于水,微溶于乙醇,溶于苯、甲苯和丙酮。遇碱则生成不安定的爆炸物;撞击敏感度14. 7N·m; 暴露在日光下颜色会变深;属于猛性炸药,亦是多种混合炸药的组分。
4)危险特性:撞击,摩擦,明火,高温,均能引起燃烧爆炸。
5) 灭火剂:大量水;禁用砂土盖压。
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