探析敏化工藝參數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)

探析敏化工藝參數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節，通過敏化調整乳化炸藥的密度，可以充分提高乳化炸藥的爆炸效果。乳化炸藥的生產及存儲安全性直接關系到人民生命財產安全，要大力推動民爆行業科技進步，加快現有工業炸藥生產裝備的升級換代，建立風險識別、評估、管控制度，加強危險因素辨識及風險分析，嚴格落實風險對策及措施，提高本質安全水平。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變化對膠狀乳化炸藥存期的影響。

乳化炸藥；敏化；工藝參數；膠狀；存期

乳化炸藥敏化工藝作為炸藥生產過程中的重要一環，其參數變化對于炸藥性能以及存期具有重要的影響，其過程必須和后續的生產相關工藝相配合，不同的敏化技術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

當乳膠基質制備完成后，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發泡敏化劑，是目前在實際生產中運用最廣泛的化學敏化劑。其化學發泡原理是：

NH4NO3+NaNO2=NH4NO2+NaNO3；

NH4NO2=N2↑+2H2O；

此化學發泡需在一定PH值為酸性的條件下進行。

從上式可以看出，當化學發泡敏化時，在乳化炸藥的基質內部將形成細小的氣泡，可調控乳膠基質的物理密度，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定性。因此控制好敏化工藝至關重要，如化學反應時間、油相的黏度、溫度條件的控制、乳膠基質的密度、乳化反應助劑的用量等等。

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依據，也是衡量炸藥爆轟性能的重要指標之一。一般而言，當乳化炸藥的爆速在達到3000m/s以上時，即表明敏化工藝參數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值環境下的穩定性；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）發泡劑的添加溫度；

發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的溫度和黏度有著密切的關系，而乳膠基質直接關系著乳化炸藥的氣泡分散程度以及發泡反應速率。乳膠基質溫度較高時，氣泡產生越迅速，基質黏度較低，此時就越容易形成不穩定的大氣泡，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，乳膠基質的溫度較低時，發泡反應速度較慢，形成的氣泡就較小，過小的氣泡同樣影響炸藥的初始性能。實際應用時，控制發泡劑的加入溫度以及敏化溫度在多少需要根據對比實驗做出恰當選擇，這樣才能保證制出的乳化炸藥穩定性以及存期性能。

表1 不同發泡劑、促進劑配比對存期內乳化炸藥性能影響參數表

（2）發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生重要影響。敏化劑的濃度越高，敏化反應速度越快，在敏化過程中，乳膠基質在生產以及存儲過程中容易受到周圍環境溫度的影響，例如：在較低的環境溫度下，乳膠基質冷卻速度較快，從而造成乳化炸藥的敏化速進度非常緩慢，嚴重時發泡后效可能會消失，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。其中檢測指標有：藥條的密度、殉爆距離、猛度、爆速等。

為探究為不同的發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，測試數據如下表1所示。

（3）乳化劑

根據乳化劑的復合協同作用，乳膠粒子的穩定性直接關系到乳化炸藥的儲存穩定性，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，乳化炸藥的生產采用有化學發泡法和物理添加天劍疏松物質法。化學敏化時，先加入發泡劑，再之后加入促進劑。通常，添加疏松物質的敏化方法制出的乳化炸藥要比化學發泡敏化制出的炸藥安全性要高很多。制藥敏化時，控制發泡溫度在45攝氏度左右時，能使得氣泡的產生和固定速率達到平衡，充分提高了氣泡穩定性，對于乳化炸藥的儲存以及穩定性有重要意義。

5）敏化溫度；

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

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

3 總結

乳化炸藥如今已經成為我國工業炸藥中的主要用品，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水平、提升乳化炸藥穩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定，在敏化工藝過程中，應采取綜合措施有效的控制發泡過程以及發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，充分提高發泡質量，確保敏化效果。

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