乳化炸药基质游离硝酸铵析出量的测试

2022-04-09陈先俊徐苗苗欧阳文

现代矿业 2022年3期

陈先俊徐静徐苗苗欧阳文

（马鞍山江南化工有限公司）

乳化炸药乳化效果的好坏直接影响乳化炸药的爆炸性能，尤其影响炸药的产品存储期［1］。检测乳化炸药乳化基质的效果方法很多，行业内通常采用高低温循环试验判断［2］。本研究直接将乳化炸药基质浸泡，测定其游离硝酸铵析出量［3］和溶液的电导率，能较好地反映乳化炸药不同情况下的乳化效果。

1 游离硝酸铵析出量的测定方法

（1）试剂。采用约0.1 mol/L 的氢氧化钠标准溶液（要标定）、甲醛溶液（1∶1）、1%的酚酞指示剂。

（2）试验步骤。准确称取20 g 乳化炸药基质样品，置于180 mL 的蒸馏水中浸泡（图1），温度控制在恒定值，浸没24 h。用移液管准确移取20 mL 浸没后的水溶液置于250 mL 的锥形瓶中，加入中性甲醛溶液10 mL，酚酞指示剂2滴，用氢氧化钠的标准溶液滴定至微红色，30 s 不褪色，为滴定终点［3］。每组平行测定2次。

（3）结果计算。

式中，m为20 g试样游离硝酸铵的析出量，g；V为滴定所消耗氢氧化钠的量，mL；N为标准氢氧化钠的摩尔浓度，mol/L。

（4）试验结果的记录。每组取平行测定相差小于0.01 g的2组值的平均值，作为该组试样的测定值。

2 炸药基质游离硝酸铵溶液的电导率测定仪器

电导率（conductivity）是用来描述物质中电荷流动难易程度的参数。电导率σ的标准单位是西门子/米（S/m），为电阻率ρ的倒数，即σ=1/ρ。本次试验所用CT-3031型电导率仪见图2，技术参数见表1。

3 乳化炸药游离硝酸铵析出量与电导率的关系

分别对乳化炸药基质敏化前后游离硝酸铵析出量与电导率进行测试，分析基质敏化前后游离硝酸铵析出量与电导率的对应关系。

3. 1 乳化炸药基质敏化前游离硝酸铵析出量与电导率仪的关系

对基质敏化前游离硝酸铵析出量与电导率进行测试，获得71 组数据并绘制散点图（图3），游离硝酸铵析出量与电导率呈现正比例关系，通过图像分析，可得到

y=3.33x+0.673，（2）

式中，y为电导率，mS/cm；x为游离硝酸铵析出量，g。

3. 2 乳化炸药基质敏化后游离硝酸铵析出量与电导率的关系

对敏化后基质游离硝酸铵析出量与电导率进行测试，获得71 组数据并绘制散点图（图4），游离硝酸铵析出量与电导率呈现正比例关系，通过图像分析，可得到

y=2.67x+1.33. （3）

3.3 小结

通过对乳化炸药敏化前后基质游离硝酸铵析出量与电导率测试，发现乳化炸药基质游离硝酸铵析出量与电导率呈正比例关系。通过大量的数据可以得到乳化基质游离硝酸铵析出量与电导率的正比例函数关系，因此，通过测试一种数据就可以换算成另一数据。在实际的操作过程中，电导率可通过仪器快速检测得到，而乳化炸药游离硝酸铵析出量需要通过分析滴定得到，过程繁琐。在日常检验过程中通过电导率仪可实现快速检测游离硝酸铵析出量，甚至可以实现连续检测，通过定期滴定乳化炸药基质游离硝酸铵析出量，即可矫正。

4 不同温度下游离硝酸铵析出量的情况

将乳化炸药基质敏化前后基质浸泡温度分别设置在30、40、50、60 ℃，浸泡24 h，检测游离硝酸铵析出量的情况，共检测数据89组，绘制折线图见图5。

从图5 不同温度下游离硝酸铵析出量平均值分析表明：

（1）浸泡温度越高，其硝酸铵析出量越大［4］，具体表现为乳化炸药基质游离硝酸铵析出量随温度变化呈现指数增长。因此在测定乳化炸药基质游离硝酸铵时，可以通过增加浸泡温度，测试游离硝酸铵的析出量，提高波动范围，更明显地反映乳化炸药基质的乳化效果，也可提高温度来测定电导率，同样能够更明显地反映乳化炸药基质的乳化效果。

（2）敏化前后数据可以看出，敏化后游离硝酸铵析出量比敏化前大，可能敏化过程搅动影响了乳化基质的乳化稳定性［5］，同时敏化过程中加入敏化剂与催化剂，对乳化基质的乳化稳定性也有一定影响。

5 不同乳化剂不同温度浸泡下游离硝酸铵析出量情况

为进一步研究乳化炸药游离硝酸铵析出量的情况，开展了不同乳化剂生产的乳化基质在不同温度浸泡下的游离硝酸铵的析出情况，见表2。试验分别采用了SP-80型乳化剂、高分子聚异丁烯丁二酰亚胺乳化剂、聚异丁烯丁二酸醇胺乳化剂生产乳化炸药基质进行游离硝酸铵的析出量测试。

通过分析表2发现，不同乳化基质对温度的敏感程度不一致，SP-80型乳化剂对浸泡温度有较大的敏感性，随着温度的增加，其游离硝酸铵的析出量明显增加，并呈现指数增长的趋势，在第4 章中也证实了这一点；而采用高分子的聚异丁烯丁二酰亚胺乳化剂、聚异丁烯丁二酸醇胺乳化剂生产乳化基质在不同温度下，游离硝酸铵的析出量基本一致，对温度的敏感性低。