苗丽晓

[摘 要]本文从乳化剂、水相材料、油相用量、敏化温度、环境温度及发泡剂等方面探讨了影响乳化炸药性能的因素，对于促进乳化炸药的安全性和爆炸性，促进乳化炸药性能的完善，具有现实的指导意义。

[关键词]乳化炸药 乳化剂 敏化温度 发泡剂 爆炸性能

中图分类号：TN919.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）01-0265-01

乳化炸药是以硝酸铵和硝酸钠氧化剂的水溶液与碳质燃料可燃剂的油相物质在乳化剂机械作用下经敏化剂敏化而形成的油包水（W/O）乳胶型抗水工业炸药。乳化炸药的稳定性通常受到原材料、生产工艺过程及环境温度的影响，表现为储存过程中发生分层、变型、破乳和丧失爆轰能力，这些现象的发生将直接影响其性能，因此研究乳化炸药的稳定性的影响因素，了解和掌握影响性能的各种因素，对提高炸药制造水平，保证产品良好爆炸性能和安全使用效果具有重要的意义。

1、乳化剂成份的影响

在乳化炸药生产过程中，最关键的组成部分之一就是乳化剂，它可以起到降低整个体系自由能，提升界面膜强度和致密性的作用，通常占整个体系的2～3%。乳化剂的好坏对于乳化后的基质具有较大的影响。假如乳化后的基质呈现出较高的透明度，则表示基质粒径很小；当基质呈现出不透明或半透明状态，甚至泛白状态时，则表示基质的粒径很大，这就容易导致油膜破裂而造成破乳。在生产过程中，如果基质呈现出比较稀、不透明的状态，那样生产出来的乳化炸药就会出现药态较软的现象，虽然这样有利于装药，但是这样的炸药性能较差并且贮存期较短；如果基质呈现出比较粘稠的状态，乳化机械系统的一级和二级乳化之间物料管道压力升高，就会导致安全隐患。

2、水相材料的影响

在水相材料中，含有一定比例的硝酸钠，有利于提高炸药的爆炸性能和贮存期稳定性。用硝铵取代硝钠，制造水相溶液的温度提高，乳化基质外观有所变化，炸药爆速有所降低。检测表明，在乳化炸药生产中硝酸钠的存在对改善炸药性能有较大的帮助，因为它富含氧，能改善炸药的氧平衡，有利于实现完全的爆炸反应，但爆炸后生成固体产物，爆生气体少，爆生气体作功贡献减少。

3、油相用量的影响

油相材料的添加量对炸药的稳定性能具有较大的影响。在W/O 型溶液中，油相材料作为连续相形成胶体，对乳化炸药的性能造成如下方面的影响。首先，它在乳化剂作用下，利用自身的大分子长键结构，将分散相覆盖起来，构成W /O 乳化液结构，形成连续相。其次，乳化炸药具有的W/O 结构，可以使氧化剂水溶液分散得均匀且细，并且其与油相材料呈准分子状态紧密联接时，有加速爆轰的激发和传递的功效，可用作燃烧剂。再次，油相材料能够把氧化剂的水溶液分散包裹在其中，避免液-液分层，又抑制住了外部水的进入，具有较好的抗水性。最后，乳化炸药W/O 体系中，由于粒子间的连续相产生的滑动接触、阻力减小和韧性增大分不开，使得乳化炸药的机械感度非常低，从而具有较好的安定性。

对于同一种乳化剂而言，油相材料达到一定比例时，炸药贮存稳定性和性能才能达到最好。将其放置六个月后，其爆速和猛度都不会呈现显著降低；减少油相材料的比例则会对炸药的稳定性能造成巨大影响，而导致炸药的贮存时间变短，爆速和猛度也呈现明显下降趋势；但增加油相材料的比例则会导致乳化不充分，而使得炸药的性能下降。因此，油相和乳化剂的比保证在2左右时，炸药的性能达到最佳的理想状态，因为乳化剂和油相种类存在差异，因此具体的比值也会有所改变。

4、敏化温度的影响

在乳化基质相同的情况下，敏化温度有个最佳温度范围，在这温度范围内，乳胶基质的黏度适中，有利于基质敏化气泡的均匀分散，因此其稳定性和爆炸性能较好。在乳化炸药的储存过程中，乳化敏化后气泡的减少或消失，会直接影响炸药的储存性能，而气泡的稳定性主要取决于表面黏度。对乳胶基质来讲，在温度高时，因基质的黏度低，敏化剂分解会加速，容易形成大气泡或气泡逃逸而使敏化效果不均匀，造成乳化炸药的爆炸性能和稳定性较差。乳胶基质在低温条件下，因基质的粘度较大，不利于气泡的形成和均匀分散，容易造成发泡的后效问题，此时加入敏化剂难以取得均匀的效果，对敏化效果不利，所以制得的乳化炸药稳定性和爆炸性能也相对较差。经试验所得，敏化温度控制在45℃～55℃之间效果较好。此时生产能保证分散均匀，同时具备有足够的发泡温度产生一定数量的敏化气泡，能保证乳化炸药的性能，在实际的生产中，夏天的敏化温度比冬天的要高2℃左右，这是由于夏天水温较高（不使用冷冻水的情况下）钢带冷却效果较冬天差，但温度在45℃～55℃之间，都会达到较好的效果。

5、环境温度的影响

一般来说，环境温度过高或过低会对影响炸药的贮存期。温度过高，炸药中油膜老化快；温度过低，水相中的材料容易从水相溶液中析出，使炸药产生破乳。最佳贮存温度一般为10℃～25℃。冬天与冷天，乳化基质敏化后，急速冷却至低温不利于发泡，既使放置几天也难以完全敏化并达到较好的爆炸效果，这样对产品的使用产生不利的影响。因此，敏化后的基质，装药后应即时装入纸箱中予以保温。充分让发泡剂发泡，产生足够数量的气泡，以获得良好的起爆性能。

6、发泡剂的影响

乳化炸药常用发泡剂成分为硝酸铵、亚硝酸钠、尿素、水、促进剂等组成。水是硝酸铵自催化热分解的催化剂，脲素是硝酸铵自催化热分解的抑制剂，尿素同时具有抗冻裂作用。氯化物、硫化物等是热分解的促进剂。它的作用机理如下：硝酸铵+亚硝酸钠→亚硝酸铵→N2+H2O+其它；硝酸铵+促进剂→N2+H2O+其它。

亚硝钠在乳化炸药中会与硝酸铵发生化学反应，生成以氮气为主的气泡，其反应条件之一是乳化基质或炸药半成品应具有一定温度，因此炸药的后效与贮存过程中的保温温度及添加的助剂直接有关系，试验表明，当发泡剂的含量为1.29%时，生产出来的药卷放在常温下急速冷却，炸药密度在1.30g/cm3左右，多放置几天后加热也难以达到良好的爆炸效果。但经过包装后的炸药，经过1h的纸箱保温敏化，就会有雷管感度。经过3h保温，爆速能达到最佳效果。如果相应增加促进剂的含量，发泡速度会加快，但如果含量过大，也会使发泡剂在贮料罐中未加入基质之前反应掉很多，造成敏化效果差；若含量偏小，就会使炸药敏化过慢或敏化不起来，因此发泡剂和助剂的用量是乳化炸药发泡的关键，必须严格控制好用量。据实验表明，配置好的发泡剂放置30℃烘箱里保温24h、放置40℃烘箱里保温17～19h、放置50℃烘箱里保温7h、放置60℃烘箱里保温6h，减少的量约为总质量的3.9%。

在日常乳化炸药生产中，气温高，敏化剂加入量大，发泡速度快，当班感度好，但后效明显；气温低，发泡剂加入量小，发泡不明显，当班感度不好，甚至不能起爆；助剂浓度不稳定，如果是浓度不足，加上发泡剂用量不足的话，敏化将会失败。所以生产中，应根据气候变化情况，发泡剂浓度情况，产品使用情况，对发泡剂及助剂用量进行调整，使之达到良好的效果。

总之，只要对炸药性能的影响因素进行较好的分析，才能更好的了解和熟悉炸药的性能，从而确保其具有良好的安全效果和爆炸性能。