1。4 研究背景
聚丙烯酰胺除了在上述领域的应用外,在军工方面如废弃的火炸药处理方面也有重要的应用。废弃的火炸药指的是过期的和报废的火炸药[10]。废弃的含能材料来源有三:军方、国库、含能材料的生产厂家。火炸药主要用与军事上的推进、炸毁、抛射等作战目的,其本身有一定的寿命,到达一定时间后便会失效,成为废弃物。此外,随着科技的不断发展,新式的武器不断开发出来,陈旧的火炸药不能与其相匹配。因此,一般的军事大国每年都有成千上万吨的废弃火炸药产生,如果不能适当的处理这些火炸药,将会对社会,国家以及家庭带来严重的危害。
一般处理废弃火炸药的方法有两种:露天焚烧法和掩埋法[11],其中前者操作简单、廉价、安全,但是焚烧时会产生较多高浓度致癌物和氮氧化物,对环境的污染严重。而掩埋法虽然操作简单,但是对土壤、海洋污染严重,并且仍然存在危险。其实,这些弹药退役后并不会完全失效,仍具有一定的化学活性。因此现在需要一种能既利用其内在的化学能,又保持其稳定性的化学方法。
将配好的丙烯酰胺灌注液注入火炸药中,使其成为灌注炸药。这一方法在废弃火炸药处理方面很重要。但是由于废弃火炸药的存在,聚丙烯酰胺在其中的聚合过程与敞口的溶液聚合有较大的差别,达不到理想的聚合状态。因此探究使丙烯酰胺在废弃火炸药空隙下的能够聚合的条件十分重要,本文着重探究的颗粒大小,引发剂体系,温度等条件对反应速率以及最终的凝胶状态的影响。
1。5 研究现状与不足来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com
对于丙烯酰胺在细孔中聚合反应特点方面的研究,与之相关论文期刊相当之少,中国建筑材料科学院陈玉峰、王华[12]选取过硫酸铵作引发剂,用N,N,N’,N’-四甲基乙二胺作为催化剂来成功地引发了丙烯酰胺的聚合。但在实验中也遇到了一些问题,泥浆中存在的炭黑与陶瓷分体对引发体系会产生干扰。这与丙烯酰胺在细孔中聚合十分相似。然而陈等人对于丙烯酰胺的聚合研究中,不是水溶液聚合,而是先将单体与炭黑混合,制成悬浮体,再加入引发剂和催化剂进行聚合,所以最终产物不是凝胶。在丙烯酰胺聚合过程中,炭黑的影响并不是单纯的起到细孔的作用,而是这种炭黑会与自由基作用。并且,陈等人实验中炭黑所产生的细孔大小与废弃火炸药产生的细孔大小有较大差距。但总体来说有一定参考意义。
而在灌注炸药方面的研究中,蔡昇以颗粒体系长度>5mm,直径>4mm来研究这种灌注体系,蔡昇主要比较了几种聚丙烯酰胺络合交联金属离子势,结果表明,在相同的络合类型条件下,金属的离子势越大,那么交联效果越好。蔡昇[13]同时也探究了丙烯酰胺浓度大小,交联剂体系对丙烯酰胺在水溶液中聚合的影响。但是颗粒大小不一样,因此细孔聚合仍有一定差异。