乳化炸药水相溶液水含量快速测定方法的研究

郭芳萍

（福建海峡科化股份有限公司龙岩分公司，福建 龙岩 364000）

1 引言

乳化炸药的水相是由硝酸铵、硝酸钠等氧化剂组成的水溶液，水是氧化剂的主要溶剂，使乳化炸药具有较好的流变性能，解决了工业炸药的抗水性问题。水含量的多少对乳化炸药的稳定性、密度和爆炸性能都有显著影响。在一定的水分含量范围内，乳化炸药的储存稳定性随着水分含量的增加而提高，其密度则随着水分含量的增加而减少，炸药的威力随着水分含量的降低而提高，所以，水相的含水量是影响乳化炸药产品质量的重要性能指标，因此，研究出一种准确、直接、快速的水相含水量检测方法具有重要意义。

2 水相溶液水含量检测的几种方法

目前水分含量测量的常用方法有热干燥法、卡尔·费休法和析晶点法。

热干燥法是用于水含量检测的主要方法，但耗时较长。卡尔·费休法主要用于测量尿素、硝酸铵游离水的含量；我司原来依据水相析晶点间接测量，但只是粗略计算，并不准确，原因是水相析晶点有很多种影响因素，硝酸铵、硝酸钠的纯度及其生产中的其他化学杂质都会影响析晶点，所以用析晶点作为衡量水相含水率的标准是不准确的。在日常生产过程中，由于工艺的调整、产品开发、原材料的检测等需要一种简单有效的方法检测水相溶液水分含量，以便更好地指导生产操作和产品研发。

3 水相溶液水含量快速检测方法

通过以上三种方法的对比，选择热干燥法中的常压干燥法、负压干燥法进行了对比实验，经过两种方法的实验对比，常压干燥法比负压干燥法耗时更短，但在实验中均出现一个问题，在加热过程中，随着水分的蒸发，硝酸铵溶液上层表面水分小蒸发，下层还有水分未蒸发，上层结块变硬，使得下层水分蒸发逸出困难，实验时间过长。就负压干燥法来说，在实验过程中，随着烧杯内气压的降低，沸点降低，水分蒸发缓慢，实验时间变长。为此，我们借鉴了膨化硝酸铵的特征，再结合负压蒸发原理，实现含水硝酸铵炸药水相溶液含水量的快速检测，为生产、检测研制出了一个操作容易、成本较低、测量准确的检测方法。

3.1 测量的原理

膨化硝酸铵多微孔、多棱角的晶体结构，表面分布着表面活性剂憎水层，具有吸湿速速慢、结块强度低、比表面积大等的特点[1]，在硝酸铵水溶液中加入少量膨化剂，使硝酸铵水溶液水分在蒸发过程中膨化，增大蒸发的比表面积，溶液下层的水分通过微孔逸出，在真空泵作用下，使水分迅速排出、蒸发。

3.2 实验器材

酒精灯、石棉网、铁架台、软木塞、玻璃导管、橡胶管、真空泵、水银温度计（量程 0～100℃）、天平（量程：0～500g）、烧杯（规格：1000ml、250ml）、硝酸铵（符合 GB2945-89）、膨化剂（已干燥）

3.3 实验数据分析

因为我司乳化炸药水相溶液的含水量约为10%，温度约为90℃，所以本实验配置了90%的硝酸铵水溶液，将温度加热至90℃。为了确定膨化剂的用量，我们将不同膨化剂的量分别加入硝酸铵含量为90%的100ml的硝酸铵溶液中，用负压干燥法进行实验，并记录实验过程和结果，得出以下数据（表1）。

从实验中可以看出，用时最短、准确率最高的是加入了0.1%膨化剂的硝酸铵水溶液的负压干燥法，由此，我们确定了水相溶液水含量的测定方法，即为在硝酸铵水溶液中加入0.1%的膨化剂，在负压环境中迅速蒸发水分，从而可以测量得到水分的蒸发量，得出含水量。

4 结语

利用负压和向水相溶液中添加0.1%的膨化剂，攻克了低真空度下水分挥发慢的技术难题，而且只需要添加微量的膨化剂就可以实现快速蒸发的目的，为达到快速检测提供了重要保障。可及时有效把控水相的水含量，杜绝了因水相配制不准确带来的返工返修的工作量和材料消耗，提高了生产效率。该检测方法不仅适用于乳化水相，同样适用于膨化水相、水胶炸药水相等，也可以用于原材料硝酸铵水溶液入厂检验。

表1