探析敏化工艺参数变化对胶状乳化炸药存期的影响

杨建宁(四川凯达化工有限公司，四川 泸州 646000)

探析敏化工艺参数变化对胶状乳化炸药存期的影响

杨建宁(四川凯达化工有限公司，四川 泸州 646000)

敏化是乳化炸药的重要环节，通过敏化调整乳化炸药的密度，可以充分提高乳化炸药的爆炸效果。乳化炸药的生产及存储安全性直接关系到人民生命财产安全，要大力推动民爆行业科技进步，加快现有工业炸药生产装备的升级换代，建立风险识别、评估、管控制度，加强危险因素辨识及风险分析，严格落实风险对策及措施，提高本质安全水平。本文简要介绍了乳化炸药的工艺流程，并着重探析了敏化工艺参数变化对胶状乳化炸药存期的影响。

乳化炸药；敏化；工艺参数；胶状；存期

乳化炸药敏化工艺作为炸药生产过程中的重要一环，其参数变化对于炸药性能以及存期具有重要的影响，其过程必须和后续的生产相关工艺相配合，不同的敏化技术对制出的乳化炸药存期影响也不相同。

1 乳化炸药敏化工艺

如下图所示为低温乳化炸药制备的一般工艺流程。

图1 乳化炸药制备的一般工艺流程

当乳胶基质制备完成后，一般情况下不能立刻投入到下一工序，而要将其进行进行冷却，待其冷却至一定温度（如55℃）时，然后分别进行化学敏化和物理敏化。敏化工序可以改善胶体的起爆感度，并且充分提高炸药的爆炸性能。

亚硝酸钠是乳化炸药最常用的主要化学发泡敏化剂，是目前在实际生产中运用最广泛的化学敏化剂。其化学发泡原理是：

NH4NO3+NaNO2=NH4NO2+NaNO3；

NH4NO2=N2↑+2H2O；

此化学发泡需在一定PH值为酸性的条件下进行。

从上式可以看出，当化学发泡敏化时，在乳化炸药的基质内部将形成细小的气泡，可调控乳胶基质的物理密度，并形成有利于起爆和传爆的热点。需要注意的是，利用此原理产生的氮气气泡，不能过大（直径大于100μm时为无效气泡），并且要均匀分布，否则不仅不能够改善和提高炸药的爆炸性能，而且会极大地降低乳化炸药的稳定性。因此控制好敏化工艺至关重要，如化学反应时间、油相的黏度、温度条件的控制、乳胶基质的密度、乳化反应助剂的用量等等。

2 乳化炸药的存期影响因素

炸药的爆速是炸药一定存期之后的重要参数依据，也是衡量炸药爆轰性能的重要指标之一。一般而言，当乳化炸药的爆速在达到3000m/s以上时，即表明敏化工艺参数该乳化炸药在实际工程中仍然是可以使采用的。乳化炸药存储时主要考虑的因素包括：高浓度水相析晶造成破乳；乳化剂在不同PH值环境下的稳定性；敏化气泡的聚集、长大、消失等造成爆炸性能的降低或是拒爆等影响。而敏化工艺参数的变化直接或间接地影响着这些因素，主要有以下几点：

（1）发泡剂的添加温度；

发泡剂的添加温度是影响乳化炸药的一个重要因素，主要因为其与乳胶基质的温度和黏度有着密切的关系，而乳胶基质直接关系着乳化炸药的气泡分散程度以及发泡反应速率。乳胶基质温度较高时，气泡产生越迅速，基质黏度较低，此时就越容易形成不稳定的大气泡，这些气泡在乳化炸药的存储时容易损失，进一步会影响炸药的爆炸性能。反之，乳胶基质的温度较低时，发泡反应速度较慢，形成的气泡就较小，过小的气泡同样影响炸药的初始性能。实际应用时，控制发泡剂的加入温度以及敏化温度在多少需要根据对比实验做出恰当选择，这样才能保证制出的乳化炸药稳定性以及存期性能。

表1 不同发泡剂、促进剂配比对存期内乳化炸药性能影响参数表

（2）发泡剂和促进剂的配比

在水相和油相相同的情况下，敏化剂的配比同样会对乳化炸药的爆炸性能产生重要影响。敏化剂的浓度越高，敏化反应速度越快，在敏化过程中，乳胶基质在生产以及存储过程中容易受到周围环境温度的影响，例如：在较低的环境温度下，乳胶基质冷却速度较快，从而造成乳化炸药的敏化速进度非常缓慢，严重时发泡后效可能会消失，这样会最终将影响到整个敏化工艺的效果。如下表1所示，为不同的发泡剂和促进剂配比对于乳化炸药储存性能的检测。其中检测指标有：药条的密度、殉爆距离、猛度、爆速等。

为探究为不同的发泡剂和促进剂配比对于乳化炸药性能的影响，实验对象选取2号岩石乳化炸药作为试验样品。进行实验，测试数据如下表1所示。

（3）乳化剂

根据乳化剂的复合协同作用，乳胶粒子的稳定性直接关系到乳化炸药的储存稳定性，高分子量的乳化剂可以形成坚韧的油膜，由于其较长的分子链不容易聚结变大、不容易破裂，因此，高分子量的乳化剂能充分提高乳化炸药的存储安全性和稳定性。但在油相材料的选择时，必须使其与乳化剂相匹配。

（4）敏化方式

敏化方式对乳化炸药的储存安全性影响主要在于其对乳胶体系的破坏作用以及其中敏化气泡的损坏影响。目前，乳化炸药的生产采用有化学发泡法和物理添加天剑疏松物质法。化学敏化时，先加入发泡剂，再之后加入促进剂。通常，添加疏松物质的敏化方法制出的乳化炸药要比化学发泡敏化制出的炸药安全性要高很多。制药敏化时，控制发泡温度在45摄氏度左右时，能使得气泡的产生和固定速率达到平衡，充分提高了气泡稳定性，对于乳化炸药的储存以及稳定性有重要意义。

5）敏化温度；

敏化温度直接关系到乳胶基质的黏度、油膜的韧性和弹性。当敏化的温度较低时，界面膜容易造成挤压，进一步影响乳化炸药的稳定性。而温度过高时，一方面生产不安全；另一方面制出的炸药性能太差。

在乳胶基质组成和乳化剂相同的情况下，敏化温度对乳化炸药的电导率和稳定性有显著影响，敏化温度在485℃的情况下，敏化效果相对较好，其电导率在相同循环条件下明显小于其他温度敏化的乳化炸药。由此可见，内相析出的电解质量小，其存期和稳定性要比其他敏化炸药要较好。随着温度的变化，高低温循环次数的增多，敏乳化炸药的电导率会有明显的增加趋势，但10次高低温循环（相当于自然存储半年时间）之后，电导率的增速加快，油膜老化速度也会增多。

3 总结

乳化炸药如今已经成为我国工业炸药中的主要用品，研究乳化炸药的制备工艺，分析各种因素对乳化炸药存期的影响对于提高炸药生产水平、提升乳化炸药稳定性和安全性具有重要的实际意义。为了充分确保乳化炸药的存期性能稳定，在敏化工艺过程中，应采取综合措施有效的控制发泡过程以及发泡剂的加入温度和敏化温度、减缓乳化炸药药体的冷却速度，合理延长乳化炸药敏化时间，充分提高发泡质量，确保敏化效果。

[1]刘睿强,袁勇,林涛.不沾袋的乳化炸药[M].北京：电子工业出版社，2011：142.

[2]高勇.乳胶基质的制备[M].北京：科学出版社，2007：133-135.

[3]王万永.乳化炸药敏化工艺研究[M].北京：北京大学出版社，2006:168-169.

[4]李可为.MD系列乳化炸药高低温敏化技术[M]北京：高等教育出版社，2011：187.

[5]储国平.乳化炸药的化学发泡及发泡剂量的计算[M]北京：机械工业出版社，2011：187.