乳化炸药的稳定性及其表征方法的思考

2017-03-03廖永生侯成举夏良洪江西赣州国泰特种化工有限责任公司江西赣州341000

化工管理 2017年35期

廖永生侯成举夏良洪（江西赣州国泰特种化工有限责任公司，江西赣州 341000）

1 乳化炸药概述

乳化炸药主要是充分借助了乳化作用，并通过乳化技术在设备中形成乳状液的爆炸性混合物。它的分散相一般是以硝酸铵的水溶液为主，油溶性或非水溶性的可燃组分是由连续相构成的乳化体系，在此过程中，氧化剂水溶液往往会通过液滴的形式融入可燃组分中，进而实现紧密接触，保证乳化炸药的爆炸性能。

正常情况下，乳化炸药均是以氧化剂的水溶液作为分散相，悬浮在多孔性材料、空心玻璃球、分散气泡等连续相介质中，最终形成一种特殊化的乳化体系。主要包括形成分散乳化相、油包水型乳化剂、由碳质燃料形成的连续相以及无机盐水溶液形成的分散相等等。

2 乳化炸药性能分析

乳化炸药的性能主要包括存储稳定性、安全性能、爆炸性能以及理化性能等等，其中，理化性能具体包括抗水性能、离子大小、密度、外观状态；爆炸性能包括热化性能、爆炸速度、敏感度以及临界直径等等；安全性能包括运输、生产以及实际应用等各个环节。

上述提到，乳化炸药分散相一般是以硝酸铵的水溶液为主，当炸药浸入水中时，可最大限度的减少硝酸铵在水中的溶解损失量，同时也可防止外部的水进入到炸药的内部，从而确保其爆炸性和敏感度不会受到任何不良影响，提升其稳定性和可靠性。

另外，乳化炸药分散相中的无机氧化剂盐通常处于稳定过饱和状态，其在此情况下虽不会析出结晶，但却能以液体的状态存在。其中，越小的粒子直径，饱和状态也就越稳定，与此同时，其冻结点也就下降的越快，由此可见，乳化炸药的抗冻性能十分良好，且胶体的质量越好，其抗冻性能也就越强。

3 提升乳化炸药稳定性的有效途径

3.1 降低溶液析晶点，并控制晶体增长和析出

为避免晶体对乳化炸药的稳定性能产生十分不良的影响，应在分散相乳化的过程中，最大限度的控制其析晶，与此同时也应避免存储过程中出现晶体增长和析出问题。在此过程中，要求氧化剂溶液的温度一定要比析晶点高，并尽量降低氧化剂盐溶液的析晶点，控制其增长和析出。一般可通过复合氧化剂的使用达到降低溶液析晶点的目的，并控制晶形析出，同时提升供氧量。在保证乳化炸药安全性和稳定性的前提下，还可加入晶形改性剂，采用尿素、硝酸钠等物质构成的氧化剂，降低析晶点，并大幅度提升乳化炸药的稳定性能。但在此应注意的问题是，由于硝酸钾、熊酸钙、硝酸钠等物质均是负值能量因子，因此，需对其使用量进行严格控制，如果使用量过大，则反倒会产生不良影响和问题。

3.2 含水量的合理选择

在乳化炸药中，水是很重要的组成部分，其起到了至关重要的作用。据相关实验数据表明，随着水含量的不断提高，乳化炸药的稳定性能也在不断的提高，两者呈现一种正比关系。主要是因为在氧化剂盐的含量不变时，提升了水含量，在这个过程中，便会降氧化剂盐的析晶点。另外，水在蒸发的过程中，也会导致含水量的增加，进而降低了体系能量。基于上述现象，必须科学、合理的选择含水量，从而兼顾其爆炸性能和稳定性能。一般情况下，若乳化炸药雷管较为敏感，在设计和选择含水量时，通常以少于15%为最佳，常见的在10%左右。

3.3 引进高分子技术

在乳化炸药的组成成分中加入聚合物单体，可在其中形成一个大型的分子结构，对于提升乳化炸药的稳定性具有着较为直接的影响。结合添加方式的差异性，一般可分为乳化剂添加聚合物单体、分散相添加聚合物单体、连续相添加聚合物单体。例如，在制备乳化炸药的过程中，加入一些高分子的聚异丁烯，可有效改善乳化炸药的外观质量和状态，同时，也可大幅度降低乳化炸药的生产、研制成本，并提升其可塑性、稳定性和防水性能。该方式目前被广泛应用于乳化炸药的稳定性研究中。

从生产工艺和经济成本等方面进行综合考虑，在选择乳化炸药的外相时，通常可将石蜡与高分子材料的结合作为首选，必要时，还可加入适当的高分子聚合物，并充分发挥高分子乳化剂的强大功能，从而大幅度提升乳化炸药的安全性和稳定性。

3.4 稳定工艺条件

工艺条件也会对乳化炸药的稳定性产生较为直接和关键的影响，具体的工艺参数包括乳化时间、乳化温度、乳化强度以及搅拌速度等等，这些都基本取决于生产的原材料和仪器设备，需结合现场实际情况而确定。所谓稳定生产工艺条件，即在实际的生产、加工过程中，尽可能的保证工艺条件的一致性，具体的工艺技术措施包括以下几个方面：

首先，定期对设备进行维护和保养，保证其正常运转，并保证强度、搅拌和乳化不变；其次，对各种物料进行精准统计，特别是油相和水相应尽量保证其混合速率的一致性；最后，通过科学化、合理化的手段对密度进行调整，同时还应重视稳定气泡的方法和时机，并确保装药、搅拌和乳化时间的一致性。