乳化炸藥水相溶液水含量快速測(cè)定方法的研究

郭芳萍

（福建海峽科化股份有限公司龍巖分公司，福建 龍巖 364000）

1 引言

乳化炸藥的水相是由硝酸銨、硝酸鈉等氧化劑組成的水溶液，水是氧化劑的主要溶劑，使乳化炸藥具有較好的流變性能，解決了工業(yè)炸藥的抗水性問(wèn)題。水含量的多少對(duì)乳化炸藥的穩(wěn)定性、密度和爆炸性能都有顯著影響。在一定的水分含量范圍內(nèi)，乳化炸藥的儲(chǔ)存穩(wěn)定性隨著水分含量的增加而提高，其密度則隨著水分含量的增加而減少，炸藥的威力隨著水分含量的降低而提高，所以，水相的含水量是影響乳化炸藥產(chǎn)品質(zhì)量的重要性能指標(biāo)，因此，研究出一種準(zhǔn)確、直接、快速的水相含水量檢測(cè)方法具有重要意義。

2 水相溶液水含量檢測(cè)的幾種方法

目前水分含量測(cè)量的常用方法有熱干燥法、卡爾·費(fèi)休法和析晶點(diǎn)法。

熱干燥法是用于水含量檢測(cè)的主要方法，但耗時(shí)較長(zhǎng)。卡爾·費(fèi)休法主要用于測(cè)量尿素、硝酸銨游離水的含量；我司原來(lái)依據(jù)水相析晶點(diǎn)間接測(cè)量，但只是粗略計(jì)算，并不準(zhǔn)確，原因是水相析晶點(diǎn)有很多種影響因素，硝酸銨、硝酸鈉的純度及其生產(chǎn)中的其他化學(xué)雜質(zhì)都會(huì)影響析晶點(diǎn)，所以用析晶點(diǎn)作為衡量水相含水率的標(biāo)準(zhǔn)是不準(zhǔn)確的。在日常生產(chǎn)過(guò)程中，由于工藝的調(diào)整、產(chǎn)品開發(fā)、原材料的檢測(cè)等需要一種簡(jiǎn)單有效的方法檢測(cè)水相溶液水分含量，以便更好地指導(dǎo)生產(chǎn)操作和產(chǎn)品研發(fā)。

3 水相溶液水含量快速檢測(cè)方法

通過(guò)以上三種方法的對(duì)比，選擇熱干燥法中的常壓干燥法、負(fù)壓干燥法進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)兩種方法的實(shí)驗(yàn)對(duì)比，常壓干燥法比負(fù)壓干燥法耗時(shí)更短，但在實(shí)驗(yàn)中均出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，在加熱過(guò)程中，隨著水分的蒸發(fā)，硝酸銨溶液上層表面水分小蒸發(fā)，下層還有水分未蒸發(fā)，上層結(jié)塊變硬，使得下層水分蒸發(fā)逸出困難，實(shí)驗(yàn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。就負(fù)壓干燥法來(lái)說(shuō)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，隨著燒杯內(nèi)氣壓的降低，沸點(diǎn)降低，水分蒸發(fā)緩慢，實(shí)驗(yàn)時(shí)間變長(zhǎng)。為此，我們借鑒了膨化硝酸銨的特征，再結(jié)合負(fù)壓蒸發(fā)原理，實(shí)現(xiàn)含水硝酸銨炸藥水相溶液含水量的快速檢測(cè)，為生產(chǎn)、檢測(cè)研制出了一個(gè)操作容易、成本較低、測(cè)量準(zhǔn)確的檢測(cè)方法。

3.1 測(cè)量的原理

膨化硝酸銨多微孔、多棱角的晶體結(jié)構(gòu)，表面分布著表面活性劑憎水層，具有吸濕速速慢、結(jié)塊強(qiáng)度低、比表面積大等的特點(diǎn)[1]，在硝酸銨水溶液中加入少量膨化劑，使硝酸銨水溶液水分在蒸發(fā)過(guò)程中膨化，增大蒸發(fā)的比表面積，溶液下層的水分通過(guò)微孔逸出，在真空泵作用下，使水分迅速排出、蒸發(fā)。

3.2 實(shí)驗(yàn)器材

酒精燈、石棉網(wǎng)、鐵架臺(tái)、軟木塞、玻璃導(dǎo)管、橡膠管、真空泵、水銀溫度計(jì)（量程 0～100℃）、天平（量程：0～500g）、燒杯（規(guī)格：1000ml、250ml）、硝酸銨（符合 GB2945-89）、膨化劑（已干燥）

3.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

因?yàn)槲宜救榛ㄋ幩嗳芤旱暮考s為10%，溫度約為90℃，所以本實(shí)驗(yàn)配置了90%的硝酸銨水溶液，將溫度加熱至90℃。為了確定膨化劑的用量，我們將不同膨化劑的量分別加入硝酸銨含量為90%的100ml的硝酸銨溶液中，用負(fù)壓干燥法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果，得出以下數(shù)據(jù)（表1）。

從實(shí)驗(yàn)中可以看出，用時(shí)最短、準(zhǔn)確率最高的是加入了0.1%膨化劑的硝酸銨水溶液的負(fù)壓干燥法，由此，我們確定了水相溶液水含量的測(cè)定方法，即為在硝酸銨水溶液中加入0.1%的膨化劑，在負(fù)壓環(huán)境中迅速蒸發(fā)水分，從而可以測(cè)量得到水分的蒸發(fā)量，得出含水量。

4 結(jié)語(yǔ)

利用負(fù)壓和向水相溶液中添加0.1%的膨化劑，攻克了低真空度下水分揮發(fā)慢的技術(shù)難題，而且只需要添加微量的膨化劑就可以實(shí)現(xiàn)快速蒸發(fā)的目的，為達(dá)到快速檢測(cè)提供了重要保障。可及時(shí)有效把控水相的水含量，杜絕了因水相配制不準(zhǔn)確帶來(lái)的返工返修的工作量和材料消耗，提高了生產(chǎn)效率。該檢測(cè)方法不僅適用于乳化水相，同樣適用于膨化水相、水膠炸藥水相等，也可以用于原材料硝酸銨水溶液入廠檢驗(yàn)。

表1