关于如何提高粉状乳化炸药存储稳定性的研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇关于如何提高粉状乳化炸药存储稳定性的研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

【摘要】粉状乳化炸药是在20世纪90年代出现的一种新型工业炸药，它既有粉状炸药易于储存，又有乳化炸药具较强的爆炸性能的优点。因此，很快它便得到了广泛的使用，但不足的是，这种炸药在使用的过程中容易出现脱壳和缩头的现象，这使得它的性能有所下降。所以如何提高粉状乳化炸药存储的稳定性才是促进其快速发展的关键所在。

【关键词】粉状乳化炸药 爆炸性 稳定性

1 粉状乳化炸药理论基础

粉状乳化炸药是由氧化剂、可燃剂和添加剂等材料，通过一定的乳化和制粉工艺条件制备而得到的。其中，乳胶基质制备类似于胶质状乳化炸药，它也是通过乳化将以硝酸铵为主的氧化剂水溶液分散到与其不相溶的矿物油等可燃剂组成的油类材质中，这种条件下形成的一种油包水型乳胶基质。乳胶基质乳化效果的好坏程度直接影响到硝酸铵晶体微粒外覆油膜的完整度、均匀度以及厚度，这关系到成粉过程中微粒油相包覆膜结构能否保持其必要完整性，关系到粉状乳化炸药产品的爆炸性能和稳定性能。所以，乳胶基质制备和成粉工艺的选择对提高粉状乳化炸药的稳定性，尤其是存储稳定性的研究过程中，有着重要作用。

1.1 乳状液形成原理

在特定的条件下，两种互不相容的液体，彼此融合在一起而生成乳状液的过程，叫做乳化。通产情况下，乳状液的形成需要加入一定量的乳化剂，并加入少量的分散物质，同时需要将这些物质进行强烈的搅动，这样可以使分散物质表面形成液滴，而其中的乳化剂则会减小分散物表面的张力，在微小的液滴上形成薄膜来阻止它们凝结，从而形成乳化液。

1.2 乳状液稳定原理

乳化液之所以能达到稳定的状态，那是因为液体在分成液滴的同时，细微的液滴也结合成原液。但这种动态平衡必须在乳化剂的乳化作用和强烈搅动状况下才能使得互不相容的两个液体或者多种液体形成一种相对稳定的特殊乳化液。这种稳定度随着表面活性物体或者固体粉的存在而大大增加。另外由于乳化液本身就属于一种不稳定性的物品，影响它的不稳定性的因素多，外界环境影响复杂，因此乳状液的稳定性还没有的一个完整的体系结构，目前也更多地研究体系稳定性。我们可以根据影响稳定性的原因而归纳为如下几个方面：

1.2.1？降低界面张力

从热力学观点来看，乳状液属于不稳定物质，加入乳化剂能降低其表面张力，从而提高其稳定性。

1.2.2？形成定向的界面薄膜

表面活性物质是由极性部分和非极性部分组成，两者定向排列使其不饱和力场得到某种程度的平衡，从而降低表面活性张力，保护了乳状液，提高了其稳定性。

1.2.3？形成分散双电层

大部分稳定的乳液液滴都带有静电，同一物质乳液中液滴带有相同的静电，双电层的排斥作用可以有效的防止乳液之间的碰撞，从而提高其稳定性。

1.2.4？润湿吸附作用

固体粉末和表面活性剂一样对乳液的稳定性都有很好的作用，它根据水和油对对固体湿润能力不同，以及相互之间的张力不同，使粉末聚在油水分界面，从而形成一层类似的界面膜，提高了其稳定性。

1.3 成粉原理

制备工业炸药与其他生产工业不同点之一便是冷却成粉。多年的研究发现表明，制粉工艺共有三种：一，喷雾制粉工艺便是把乳胶基质分离成微细的液滴，再冷却固化；二，机械粉碎成粉工艺是先冷却固化，然后再粉碎成粉末；三，旋转闪蒸成粉工艺是分离和冷却两者同时进行。

乳胶基质失水干燥、固化和粉化便是粉状乳化炸药的成粉过程。在外观上，粘稠状胶制乳化炸药与刚制备好的粉状乳化炸药区别不大，但是随着温度的降低，其本身含水量就比较低，这时候过饱和的硝酸铵水溶液会开始结晶，乳胶基质开始固化，而只有将其温度冷却到一定程度，固化后再粉碎得到粉状乳化炸药，因此冷却技术是关键。

喷雾制粉工艺和旋转闪蒸工业，都是利用高温情况下进行喷雾，而在一定的温度范围内的乳胶基质，可以利用压缩空气将其液化成小液滴，在液化过程还要输入冷干空气，使液滴与空气接触，热量在传递的过程中，使液滴迅速降温结晶，最后一并排出脱出的水分和原来的冷干空气。

2 粉状乳化炸药的性能设计

乳化炸药实际上是一种混合炸药，这种炸药是为了满足爆炸需求而设计的。同时，为了不仅发挥它的爆炸性能，还要减少时间和环境对其存储的影响，就必须设计其稳定性。这样，乳化炸药才有好的存储功能。粉状乳化炸药的性能设计主要包括理论设计、配方组分确定和制备工艺条件的确定。

2.1 粉状乳化炸药的性能理论设计

根据实际要求，粉状乳化炸药除了有水相、油相及乳化剂这些基本成分外，还会添加其他附加物。而在一系列物质中可以提取这些组分。优化配方的组成可以使粉状乳化炸药获得良好的性能。一般来说，乳化优化方案的设计有以下要求：

（1）具备炸药乳化体系的合理构成及内外相匹配组合。

（2）零氧平衡。为了释放最多的能量和减少有毒气体的排放，设计工业炸药的配方时，会将各组分的配比尽可能的调整为零氧平衡。

（3）经济性能。优化配方所需要的材料要有较低的成本，这才会有较高的性能价格比。

（4）生产工艺、环境污染及安全性等因素。粉状乳化炸药的爆炸性能和生产工艺的安排布置都由炸药的配方决定。

2.2 爆炸性能设计

炸药的爆速、猛度、爆压、爆温、爆容、爆热、威力、冲量、相对能量、爆轰能量等都是炸药的爆炸性能参数。而这些性能参数都是相互联系和制约的，其中某一参数的提高，往往会降低其他参数，因此，要想得到工程爆破需要的粉状乳化炸药，提高其功效和猛度，发挥其效率，应该调节其爆炸参数，使其达到一个平衡点。

2.3 感度设计

（1）通过添加一定量的辅助表面活性剂来增加乳化界面的强度。

（2） 应用新型高效乳化剂。

（3） 利用高分子材料改善油相性能。

（4） 在水相中引入高分子添加剂。

（5） 采用高分子水凝胶提高乳化炸药稳定性。

3 乳化炸药存储稳定性能影响因素

影响乳化炸药存储稳定性的因素多种多样，主要有氧气、硝酸铵与硝酸钠含量、油相关材料、水含量、乳化剂等等。下面简单介绍几个影响乳化炸药存储稳定性能的主要因素：

（1）氧平衡的影响。炸药爆炸的基本原则便是氧平衡，根据这个原则不断调整各比例成分，以达到氧平衡的目的，从而达到提高乳化炸药的存储稳定性。

（2）硝酸铵与硝酸钠含量的影响。硝酸铵和硝酸钠含量的变化对乳化炸药的存储有一定的影响，主要是因为两者含量的不同变化而引起水相析晶点的不同。如果硝酸铵的含量增多，炸药的爆热、爆容爆速、能量会也会有一定的，但对硝酸钠含量会大于对爆速的影响。

（3） 水含量的影响。炸药的爆炸性能随着炸药组分中水含量的增加而减少，但是水含量对其稳定性的影响不大，理论上说，炸药水含量增加，其稳定性也随着增加。

（4） 乳化剂的影响。在一定范围内，乳化炸药乳化剂的含量增加，其稳定性也随着增加，同时随着乳化剂的含量的增多，乳化炸药的爆炸速度也会有所提高。但当乳化剂的含量超过这个范围后，乳化剂对炸药的稳定性和爆炸速度的影响不大。

在优选的乳化工艺的前提下，以优选配方制成粉状乳化炸药样品，利用高低温循环法分别对试制样品的贮存稳定性能进行测试（表2）。

4 总结

乳化炸药存储稳定性的评判方法多种多样，好的乳化炸药就应该具备良好的稳定性，本文在对乳化炸药进行了初步介绍的基础上对乳化炸药的设计进行了理论阐述，最后文章就乳化炸药的存储稳定性影响因素进行了分析，提出了怎样提高乳化炸药的存储稳定性。