乳化劑對乳化炸藥的穩定性影響研究

（新疆和益混裝炸藥有限公司，新疆 烏魯木齊 830000）

乳化劑對乳化炸藥的穩定性影響研究

胡 健

（新疆和益混裝炸藥有限公司，新疆 烏魯木齊 830000）

本文介紹了目前乳化炸藥常用的幾種乳化劑，對不同乳化劑制備的乳化基質，通過高低溫循環的方法考察了乳化基質的穩定性。結果表明大豆磷脂、T154與Span-80復配形成的復合乳化劑，炸藥穩定性得到較為明顯提高，生產成本也能得到較好的控制。

乳化劑；乳化炸藥；穩定性

1 前言

乳化炸藥是泛指一類用乳化技術制備的使氧化劑鹽類水溶液的微滴，均勻分散在含有分散氣泡或空心玻璃微珠等多孔物質的油相連續介質中，形成一種油包水型（W/O）的乳膠狀含水工業炸藥。乳化炸藥自上世紀70年代問世以來，憑借爆炸性能好、抗水性強、機械感度低、安全性好等特點，得到了迅猛的發展。

在乳化炸藥W/O型的乳膠體系中，雖然乳化劑的含量只占炸藥總質量的0.5%—2.5%，但乳化劑是整個乳化體系的核心組分，其種類、性能指標和含量均對乳化體系的質量、內相粒子大小、穩定性及爆炸性能有著重要的影響[1]。目前包裝型乳化炸藥中使用的乳化劑主要有三類：以失水山梨醇單油酸酯（span-80）為代表的脂肪酸酯類、聚異丁烯丁二酰亞胺類及其衍生物、復合乳化劑。因此選擇合適的乳化劑是制備乳化效果良好、爆炸性能優良、儲存穩定乳化炸藥的重要內容。

2 乳化劑對炸藥穩定性影響的試驗

2.1 乳化劑確定

以目前常用的三種乳化劑：失水山梨醇單油酸酯 （Span-80）、T154、大豆磷脂，按照常用復合乳化劑的復配比例，復配出三種復合乳化劑，如表1所示。

表1 4種乳化劑及其配比

2.2 乳化炸藥的制備

按照2號巖石乳化炸藥的配方，即：硝酸銨73%，硝酸鈉10%，水10%，復合蠟4.7%，乳化劑2.3%，模擬生產線工藝技術，采用一級乳化，轉速為1 470轉/分。

2.3 炸藥穩定性試驗

快速檢測乳化炸藥的貯存穩定性，可采用高低溫循環法，通常能經受冷熱循環次數愈多的乳化炸藥其穩定性也愈好，一般制備良好的乳化炸藥至少能經受10次以上的高低溫循環，其儲存穩定性可達6個月以上。

將編號為1#至4#的乳化劑生產的乳化基質，均勻分布在表面皿上，在試驗溫度為50℃恒溫烘箱內放置8小時后，取出立取放入-15℃冰柜內放置16小時，一冷一熱為一個循環周期。每循環一次，對試樣進行狀態觀測，其試驗結果如表2所示。

表2 不同乳化劑制備的乳化基質的高低溫循環次數

3 結果與分析

單獨使用乳化劑Span-80制備的乳化基質，在高低溫循環試驗中僅能經受8次循環，說明單一Span-80制備的乳化基質或乳化炸藥儲存穩定性較差。主要原因是跟Span-80本身的結構有關：制備Span-80的原材料油酸是含有一個雙鍵的不飽和酸，在與失水山梨醇反應生成Span-80后雙鍵依然存在，導致Span-80在界面因定向吸附所生產的單分子膜較“膨松”，分子間存在較大的間隙。同時油酸雙鍵處電子云分布密集，產生互斥作用，從而在雙鍵處形成孔腔，乳化炸藥破乳就是水分子從油酸分子孔腔中被擠壓出所致。此外Span-80在酸性環境下的水解和雙鍵氧化，也對乳化炸藥的儲存穩定性造成影響[2]。

加入30%的大豆磷脂與Span-80復配形成復合乳化劑制備的乳化基質在穩定性方面有了較大的提高。因為磷脂HLB為7—10，是兩性離子表面活性劑。磷脂具有獨特的類三甘酯結構容易與其他分子形成網絡結構，能夠“鑲嵌”到Span-80膨松的間隙中彌補其缺點，一起形成更為穩定的界面膜，使乳化體系更穩定，炸藥的穩定性得到較大提高。

加入30%的T154與Span-80復配形成復合乳化劑后，制備的乳化基質在穩定性方面有了極大提高。以T154的大分子結構和高粘度特性，能夠與Span-80形成致密的網狀結構，緊緊包覆住水相離子，從而極大地提高乳化炸藥的穩定性。但由于T514的價格昂貴，對生產過程的成本控制帶來較大困難。

4#配方的乳化劑，將三種乳化劑按照科學的配方復配，試驗中發現不僅生產的乳化基質有著良好的穩定性，同時生產成本也得到了有效控制。

4 結論

選擇合適的乳化劑是達到最佳乳化效果并制備穩定性良好的乳化炸藥的關鍵。單一Span-80乳化劑制備的乳化炸藥在穩定性方面較差，通過加入大豆磷脂、T154與Span-80復配而成的復合乳化劑，不僅炸藥的穩定性得到了較大提高，而且能夠較好地控制生產成本。

[1]汪旭光.乳化炸藥第2版[M].北京：冶金工業出版社，2008:143-144.

[2]劉燕.磷脂及改性磷脂在乳化炸藥中的應用研究[D].南京理工大學,2008，23-24.

[3]李德平.乳化炸藥用乳化劑的現狀和發展趨勢[J].煤礦爆破,2010（3）:32.

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1003-5168(2014)01-0063-01