楊建寧(四川凱達化工有限公司，四川 瀘州 646000)

探析敏化工藝參數(shù)變化對膠狀乳化炸藥存期的影響

楊建寧(四川凱達化工有限公司，四川 瀘州 646000)

敏化是乳化炸藥的重要環(huán)節(jié)，通過敏化調(diào)整乳化炸藥的密度，可以充分提高乳化炸藥的爆炸效果。乳化炸藥的生產(chǎn)及存儲安全性直接關(guān)系到人民生命財產(chǎn)安全，要大力推動民爆行業(yè)科技進步，加快現(xiàn)有工業(yè)炸藥生產(chǎn)裝備的升級換代，建立風(fēng)險識別、評估、管控制度，加強危險因素辨識及風(fēng)險分析，嚴(yán)格落實風(fēng)險對策及措施，提高本質(zhì)安全水平。本文簡要介紹了乳化炸藥的工藝流程，并著重探析了敏化工藝參數(shù)變化對膠狀乳化炸藥存期的影響。

乳化炸藥；敏化；工藝參數(shù)；膠狀；存期

乳化炸藥敏化工藝作為炸藥生產(chǎn)過程中的重要一環(huán)，其參數(shù)變化對于炸藥性能以及存期具有重要的影響，其過程必須和后續(xù)的生產(chǎn)相關(guān)工藝相配合，不同的敏化技術(shù)對制出的乳化炸藥存期影響也不相同。

1 乳化炸藥敏化工藝

如下圖所示為低溫乳化炸藥制備的一般工藝流程。

圖1 乳化炸藥制備的一般工藝流程

當(dāng)乳膠基質(zhì)制備完成后，一般情況下不能立刻投入到下一工序，而要將其進行進行冷卻，待其冷卻至一定溫度（如55℃）時，然后分別進行化學(xué)敏化和物理敏化。敏化工序可以改善膠體的起爆感度，并且充分提高炸藥的爆炸性能。

亞硝酸鈉是乳化炸藥最常用的主要化學(xué)發(fā)泡敏化劑，是目前在實際生產(chǎn)中運用最廣泛的化學(xué)敏化劑。其化學(xué)發(fā)泡原理是：

NH4NO3+NaNO2=NH4NO2+NaNO3；

NH4NO2=N2↑+2H2O；

此化學(xué)發(fā)泡需在一定PH值為酸性的條件下進行。

從上式可以看出，當(dāng)化學(xué)發(fā)泡敏化時，在乳化炸藥的基質(zhì)內(nèi)部將形成細小的氣泡，可調(diào)控乳膠基質(zhì)的物理密度，并形成有利于起爆和傳爆的熱點。需要注意的是，利用此原理產(chǎn)生的氮氣氣泡，不能過大（直徑大于100μm時為無效氣泡），并且要均勻分布，否則不僅不能夠改善和提高炸藥的爆炸性能，而且會極大地降低乳化炸藥的穩(wěn)定性。因此控制好敏化工藝至關(guān)重要，如化學(xué)反應(yīng)時間、油相的黏度、溫度條件的控制、乳膠基質(zhì)的密度、乳化反應(yīng)助劑的用量等等。

2 乳化炸藥的存期影響因素

炸藥的爆速是炸藥一定存期之后的重要參數(shù)依據(jù)，也是衡量炸藥爆轟性能的重要指標(biāo)之一。一般而言，當(dāng)乳化炸藥的爆速在達到3000m/s以上時，即表明敏化工藝參數(shù)該乳化炸藥在實際工程中仍然是可以使采用的。乳化炸藥存儲時主要考慮的因素包括：高濃度水相析晶造成破乳；乳化劑在不同PH值環(huán)境下的穩(wěn)定性；敏化氣泡的聚集、長大、消失等造成爆炸性能的降低或是拒爆等影響。而敏化工藝參數(shù)的變化直接或間接地影響著這些因素，主要有以下幾點：

（1）發(fā)泡劑的添加溫度；

發(fā)泡劑的添加溫度是影響乳化炸藥的一個重要因素，主要因為其與乳膠基質(zhì)的溫度和黏度有著密切的關(guān)系，而乳膠基質(zhì)直接關(guān)系著乳化炸藥的氣泡分散程度以及發(fā)泡反應(yīng)速率。乳膠基質(zhì)溫度較高時，氣泡產(chǎn)生越迅速，基質(zhì)黏度較低，此時就越容易形成不穩(wěn)定的大氣泡，這些氣泡在乳化炸藥的存儲時容易損失，進一步會影響炸藥的爆炸性能。反之，乳膠基質(zhì)的溫度較低時，發(fā)泡反應(yīng)速度較慢，形成的氣泡就較小，過小的氣泡同樣影響炸藥的初始性能。實際應(yīng)用時，控制發(fā)泡劑的加入溫度以及敏化溫度在多少需要根據(jù)對比實驗做出恰當(dāng)選擇，這樣才能保證制出的乳化炸藥穩(wěn)定性以及存期性能。

表1 不同發(fā)泡劑、促進劑配比對存期內(nèi)乳化炸藥性能影響參數(shù)表

（2）發(fā)泡劑和促進劑的配比

在水相和油相相同的情況下，敏化劑的配比同樣會對乳化炸藥的爆炸性能產(chǎn)生重要影響。敏化劑的濃度越高，敏化反應(yīng)速度越快，在敏化過程中，乳膠基質(zhì)在生產(chǎn)以及存儲過程中容易受到周圍環(huán)境溫度的影響，例如：在較低的環(huán)境溫度下，乳膠基質(zhì)冷卻速度較快，從而造成乳化炸藥的敏化速進度非常緩慢，嚴(yán)重時發(fā)泡后效可能會消失，這樣會最終將影響到整個敏化工藝的效果。如下表1所示，為不同的發(fā)泡劑和促進劑配比對于乳化炸藥儲存性能的檢測。其中檢測指標(biāo)有：藥條的密度、殉爆距離、猛度、爆速等。

為探究為不同的發(fā)泡劑和促進劑配比對于乳化炸藥性能的影響，實驗對象選取2號巖石乳化炸藥作為試驗樣品。進行實驗，測試數(shù)據(jù)如下表1所示。

（3）乳化劑

根據(jù)乳化劑的復(fù)合協(xié)同作用，乳膠粒子的穩(wěn)定性直接關(guān)系到乳化炸藥的儲存穩(wěn)定性，高分子量的乳化劑可以形成堅韌的油膜，由于其較長的分子鏈不容易聚結(jié)變大、不容易破裂，因此，高分子量的乳化劑能充分提高乳化炸藥的存儲安全性和穩(wěn)定性。但在油相材料的選擇時，必須使其與乳化劑相匹配。

（4）敏化方式

敏化方式對乳化炸藥的儲存安全性影響主要在于其對乳膠體系的破壞作用以及其中敏化氣泡的損壞影響。目前，乳化炸藥的生產(chǎn)采用有化學(xué)發(fā)泡法和物理添加天劍疏松物質(zhì)法。化學(xué)敏化時，先加入發(fā)泡劑，再之后加入促進劑。通常，添加疏松物質(zhì)的敏化方法制出的乳化炸藥要比化學(xué)發(fā)泡敏化制出的炸藥安全性要高很多。制藥敏化時，控制發(fā)泡溫度在45攝氏度左右時，能使得氣泡的產(chǎn)生和固定速率達到平衡，充分提高了氣泡穩(wěn)定性，對于乳化炸藥的儲存以及穩(wěn)定性有重要意義。

5）敏化溫度；

敏化溫度直接關(guān)系到乳膠基質(zhì)的黏度、油膜的韌性和彈性。當(dāng)敏化的溫度較低時，界面膜容易造成擠壓，進一步影響乳化炸藥的穩(wěn)定性。而溫度過高時，一方面生產(chǎn)不安全；另一方面制出的炸藥性能太差。

在乳膠基質(zhì)組成和乳化劑相同的情況下，敏化溫度對乳化炸藥的電導(dǎo)率和穩(wěn)定性有顯著影響，敏化溫度在485℃的情況下，敏化效果相對較好，其電導(dǎo)率在相同循環(huán)條件下明顯小于其他溫度敏化的乳化炸藥。由此可見，內(nèi)相析出的電解質(zhì)量小，其存期和穩(wěn)定性要比其他敏化炸藥要較好。隨著溫度的變化，高低溫循環(huán)次數(shù)的增多，敏乳化炸藥的電導(dǎo)率會有明顯的增加趨勢，但10次高低溫循環(huán)（相當(dāng)于自然存儲半年時間）之后，電導(dǎo)率的增速加快，油膜老化速度也會增多。

3 總結(jié)

乳化炸藥如今已經(jīng)成為我國工業(yè)炸藥中的主要用品，研究乳化炸藥的制備工藝，分析各種因素對乳化炸藥存期的影響對于提高炸藥生產(chǎn)水平、提升乳化炸藥穩(wěn)定性和安全性具有重要的實際意義。為了充分確保乳化炸藥的存期性能穩(wěn)定，在敏化工藝過程中，應(yīng)采取綜合措施有效的控制發(fā)泡過程以及發(fā)泡劑的加入溫度和敏化溫度、減緩乳化炸藥藥體的冷卻速度，合理延長乳化炸藥敏化時間，充分提高發(fā)泡質(zhì)量，確保敏化效果。

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