CN109668921A - 测试硝化纤维素固体混合物稳定性的试验方法 - Google Patents

测试硝化纤维素固体混合物稳定性的试验方法 Download PDF

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吴保意
张金梅
郭璐
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Abstract

本发明涉及一种测试硝化纤维素固体混合物稳定性的试验方法，主要解决现有技术中尚无针对硝化纤维素固体混合物货物运输的试验方法的问题。本发明通过采用一种测试硝化纤维素固体混合物稳定性的试验方法，包括如下步骤：(1)高温下的化学稳定性试验方法：(2)着火点测试方法；(3)结果评定的技术方案较好地解决了上述问题，可用于测试硝化纤维素固体混合物稳定性的试验中。

Description

测试硝化纤维素固体混合物稳定性的试验方法
技术领域
本发明涉及一种测试硝化纤维素固体混合物稳定性的试验方法。
背景技术
硝化纤维素又名硝化棉、棉体火棉胶等，属硝酸酯类。硝化纤维有军用和民用两大应用领域。军用部分主要集中在兵器火炸药行业生产，民用部分用于涂料、赛璐珞、人造纤维、电影胶片油墨、化妆品等多种领域。因硝化纤维素含有硝酸酯基团，其易发生爆炸，在运输时为其正确的分类，是保障硝化纤维素运输安全的重要前提，含硝化纤维素的固体混合物，在货物运输条件鉴定为4.1项(易燃固体、自反应物质和固态退敏爆炸品)，相应UN号为UN1324、UN1353、UN2555、UN2556、UN2557和UN3270时，应进行高温下的化学稳定性试验和着火点测试，通过试验鉴定的硝化纤维素固体混合物可按照上述相应UN号进行运输。目前，国内外对于含硝化纤维素的固体混合物可以分类为4.1项危险货物的稳定性试验采用测试自加速分解温度或者测试其分解热的方法进行分类，自加速分解温度或分解热试验方法属于自反应物质的通用筛选方法，自加速分解温度试验方法在实验过程中样品使用量大(通常为几百克以上)，实验时间长(7天)，此外，存在潜在自反应性的样品在大量且长时间的试验过程中风险比较高。测试分解热的方法虽然在样品使用量和实验时间上较自加速分解度具有优势，但其重复性较差。尚缺少专门针对硝化纤维素固体混合物运输时稳定性试验方法，无法有效、直观的评估硝化纤维素固体混合物在进行运输时的危险性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中尚无针对硝化纤维素固体混合物货物运输的试验方法的问题，提供一种新的测试硝化纤维素固体混合物稳定性的试验方法，具有能有效的评估硝化纤维素固体混合物在运输时的危险性的优点。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种测试硝化纤维素固体混合物稳定性的试验方法，包括如下步骤：
(1)高温下的化学稳定性试验方法：
在容器中放入干燥过的含硝化纤维素的试验物质，密闭后放置在加热器中，保证容器至少4/5的长度可见，在112-152℃下恒温20-40分钟，观察是否有黄棕色烟状的含氮的氧化物气体放出，如果未观察到黄棕色烟放出，则认为该混合物是稳定的；对于增塑硝化纤维素进行试验时，将增塑硝化纤维素放入容器中封闭，放置于加热器中，保证容器至少4/5的长度可见，在112-152℃下恒温40-80分钟，观察是否有黄棕色烟状的含氮的氧化物气体放出，如果未观察到黄棕色烟放出，则认为该混合物是稳定的；
(2)着火点测试方法：
将含硝化纤维素的混合物封闭在容器中，将容器放入加热浴中，直至着火时的温度，记录每次的着火时的温度，多次试验中的最低温度即为着火点；
(3)结果评定：
1)按照步骤(1)中的试验方法，对于硝化纤维素，若未放出黄棕色气体，且着火点高于180℃，可按照相应的UN号(UN1324(胶片，以硝化纤维素为基料，涂有明胶的，碎胶片除外)、UN1353(纤维或纤维织品，经过轻度硝化的硝化纤维素，未另作规定的)、UN2555(含水硝化纤维素(按质量含水不低于25％))、UN2556(含乙醇硝化纤维素(按质量含乙醇不低于25％，按干重含氮不超过12.6％))和UN3270(硝化纤维素滤膜，按干重含氮不超过12.6％))进行运输；
2)按照步骤(1)中的试验方法，对于增塑硝化纤维素，若未放出黄棕色气体，且着火点高于170℃，可按照相应的UN号(UN1324(胶片，以硝化纤维素为基料，涂有明胶的，碎胶片除外)、UN1353(纤维或纤维织品，经过轻度硝化的硝化纤维素，未另作规定的)、UN2555(含水硝化纤维素(按质量含水不低于25％))、UN2556(含乙醇硝化纤维素(按质量含乙醇不低于25％，按干重含氮不超过12.6％))和UN3270(硝化纤维素滤膜，按干重含氮不超过12.6％))进行运输。
上述技术方案中，优选地，首先将试验物质放在加热箱中进行预干燥，加热箱设定温度为60-80℃，当混合物每刻钟的质量损失率小于原质量的0.3％时，停止预干燥，然后用氯化钙进行真空干燥，干燥前应将物质切碎，每个碎片质量不超过0.05g。
上述技术方案中，优选地，真空干燥器中压强应低于6.5kPa。
上述技术方案中，优选地，真空干燥完，将干燥后的试验物质放在含有浓硫酸的干燥器中进行干燥，干燥时间至少15小时。
上述技术方案中，优选地，装有试验物质的加热器温度不应偏离规定温度2℃以上，30分钟和60分钟的试验时间不应偏离超过2分钟，在加入试验物质后恢复加热器所要求温度的时间不应超过5分钟。
上述技术方案中，优选地，着火时的温度为缓慢或快速燃烧、爆燃或爆炸发生时的温度。
上述技术方案中，优选地，加热浴为武德合金加热浴，加热起始温度为100℃，升温速率为5℃/分钟，试管放入加热浴中的深度为20mm。
上述技术方案中，优选地，在容器中放入干燥过的含硝化纤维素的试验物质，密闭后放置在加热器中，保证试管至少4/5的长度可见，在132℃下恒温30分钟，观察是否有黄棕色烟状的含氮的氧化物气体放出，如果未观察到黄棕色烟放出，则认为该混合物是稳定的；对于增塑硝化纤维素进行试验时，将增塑硝化纤维素放入容器中封闭，放置于加热器中，保证试管至少4/5的长度可见，在132℃下恒温60分钟，观察是否有黄棕色烟状的含氮的氧化物气体放出，如果未观察到黄棕色烟放出，则认为该混合物是稳定的。
本发明通过观察硝化纤维素固体混合物高温下的化学稳定性和着火点来评估硝化纤维素固体混合物运输时的安全性，能有效的评估硝化纤维素固体混合物运输时的危险性，取得了较好的技术效果。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
【实施例1】
一种测试硝化纤维素固体混合物稳定性的试验方法，包括如下步骤：
一、试验前样品的准备
1.预干燥
将试验物质放在通风良好的烘箱中进行预干燥，烘箱设定温度为70℃，当混合物每刻钟的质量损失率小于原质量的0.3％时，停止预干燥。
2.增塑硝化纤维素的干燥
室温下，将预干燥后的试验物质放入含有氯化钙的真空干燥器中干燥15小时以上，样品应经研磨、过筛或切成小片，在干燥器中铺成薄薄的一层。干燥器中压强应低于6.5kPa。
3.弱硝化的硝化纤维素的干燥
将预干燥后的试验物质放在含有浓硫酸的干燥器中进行干燥，干燥时间至少保持15小时。
二、高温下的化学稳定性试验方法：
准备两个长350mm、内径16mm、壁厚1.5mm的玻璃试管。在两个玻璃试管中放入经氯化钙干燥的含硝化纤维素的试验物质(如果需要，干燥前应将物质切碎，每个碎片质量不超过0.05g)，将两个试管用松的合适的塞子封闭，放置在烤炉中，需保证试管至少4/5的长度可见，在132℃下恒温30分钟，观察是否有黄棕色烟状的含氮的氧化物气体放出，如果未观察到黄棕色烟放出，则认为该混合物是稳定的。
对于增塑硝化纤维素进行试验时，取3g增塑硝化纤维素放入与上述相同尺寸的两个玻璃试管中封闭，放置于烤炉中，保证试管至少4/5的长度可见，在132℃下恒温1小时，观察是否有黄棕色烟状的含氮的氧化物气体放出，如果未观察到黄棕色烟放出，则认为该混合物是稳定的。
试验时，装有试验物质的烤炉温度不应偏离规定温度2℃以上，30分钟和60分钟的试验时间不应偏离超过2分钟，在加入试验物质后恢复烤炉所要求温度的时间不应超过5分钟。
三、着火点测试方法
将0.2g混合物封闭在长125mm、内径15mm、壁厚0.5mm的玻璃试管中，将武德合金加热浴加热至100℃，将试管放入加热浴中，禁入的深度为20mm，加热浴的温度每分钟增加5℃，直至着火时的温度，即缓慢或快速燃烧、爆燃或爆炸发生时的温度。试验重复3次，记录每次的着火时的温度，三次试验中的最低温度即为着火点。
四、结果评定
1.硝化纤维素在132℃下加热30分钟，未放出黄棕色气体，且着火点高于180℃，可按照相应的UN号(UN1324、UN1353、UN2555、UN2556、UN2557和UN3270)进行运输。
2.增塑硝化纤维素在132℃下加热1小时，未放出黄棕色气体，且着火点高于170℃，可按照相应的UN号(UN1324、UN1353、UN2555、UN2556和UN3270)进行运输。
结果实例：
显然，本发明通过观察硝化纤维素固体混合物高温下的化学稳定性和着火点来评估硝化纤维素固体混合物在运输时的安全性，能有效的评估硝化纤维素固体混合物运输时的危险性，取得了较好的技术效果。

Claims (8)

1.一种测试硝化纤维素固体混合物稳定性的试验方法，包括如下步骤：
(1)高温下的化学稳定性试验方法：
在容器中放入干燥过的含硝化纤维素的试验物质，密闭后放置在加热器中，保证容器至少4/5的长度可见，在112-152℃下恒温20-40分钟，观察是否有黄棕色烟状的含氮的氧化物气体放出，如果未观察到黄棕色烟放出，则认为该混合物是稳定的；对于增塑硝化纤维素进行试验时，将增塑硝化纤维素放入容器中封闭，放置于加热器中，保证容器至少4/5的长度可见，在112-152℃下恒温40-80分钟，观察是否有黄棕色烟状的含氮的氧化物气体放出，如果未观察到黄棕色烟放出，则认为该混合物是稳定的；
(2)着火点测试方法：
将含硝化纤维素的混合物封闭在容器中，将容器放入加热浴中，直至着火时的温度，记录每次的着火时的温度，多次试验中的最低温度即为着火点；
(3)结果评定：
1)按照步骤(1)中的试验方法，对于硝化纤维素，若未放出黄棕色气体，且着火点高于180℃，按照相应的UN号进行运输。
2)按照步骤(1)中的试验方法，对于增塑硝化纤维素，若未放出黄棕色气体，且着火点高于170℃，按照相应的UN号进行运输。
2.根据权利要求1所述测试硝化纤维素固体混合物稳定性的试验方法，其特征在于首先将试验物质放在加热箱中进行预干燥，加热箱设定温度为60-80℃，当混合物每刻钟的质量损失率小于原质量的0.3％时，停止预干燥，然后用氯化钙进行真空干燥，干燥前应将物质切碎，每个碎片质量不超过0.05g。
3.根据权利要求2所述测试硝化纤维素固体混合物稳定性的试验方法，其特征在于真空干燥器中压强应低于6.5kPa。
4.根据权利要求2所述测试硝化纤维素固体混合物稳定性的试验方法，其特征在于真空干燥完，将干燥后的试验物质放在含有浓硫酸的干燥器中进行干燥，干燥时间至少15小时。
5.根据权利要求1所述测试硝化纤维素固体混合物稳定性的试验方法，其特征在于装有试验物质的加热器温度不应偏离规定温度2℃以上，30分钟和60分钟的试验时间不应偏离超过2分钟，在加入试验物质后恢复加热器所要求温度的时间不应超过5分钟。
6.根据权利要求1所述测试硝化纤维素固体混合物稳定性的试验方法，其特征在于着火时的温度为缓慢或快速燃烧、爆燃或爆炸发生时的温度。
7.根据权利要求1所述测试硝化纤维素固体混合物稳定性的试验方法，其特征在于加热浴为武德合金加热浴，加热起始温度为100℃，升温速率为5℃/分钟，试管放入加热浴中的深度为20mm。
8.根据权利要求1所述测试硝化纤维素固体混合物稳定性的试验方法，其特征在于在容器中放入干燥过的含硝化纤维素的试验物质，密闭后放置在加热器中，保证试管至少4/5的长度可见，在132℃下恒温30分钟，观察是否有黄棕色烟状的含氮的氧化物气体放出，如果未观察到黄棕色烟放出，则认为该混合物是稳定的；对于增塑硝化纤维素进行试验时，将增塑硝化纤维素放入容器中封闭，放置于加热器中，保证试管至少4/5的长度可见，在132℃下恒温60分钟，观察是否有黄棕色烟状的含氮的氧化物气体放出，如果未观察到黄棕色烟放出，则认为该混合物是稳定的。
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