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摘 要:当前,胶状乳化炸药因为稳定性好、环境污染小、抗水性强而成为了主流发展趋势,化学敏化工艺作为影响乳化炸药爆炸性能及存储稳定性的关键要素,其受敏化助剂浓度、乳化剂等因素的制约,而不同油相材料因选材、配比的差异,而对上述影响因素产生或大或小的作用,并引发不同的化学敏化效果,进而对胶状乳化炸药储存期产生不同程度的影响,本文正是以此为主线进行相关内容的研究,以为油相材料的优化选择提供有效支撑。
关键词:化学敏化 胶状乳化炸药 乳化基质 油相材料
一、引言
胶状乳化炸药是爆破行业中应用最为广泛和最典型的炸药类型,其具有较强的稳定性、爆破性及抗水性,而且对于环境的影响程度较低,基于这些优势性,该种炸药得以在矿工工业领域广泛应用,但是在乳化炸药实际制作过程中,因为受多种因素的影响,使得其面临存储期稳定性差、性能下降过快等问题,并成为阻碍储存性能的最大障碍。而化学敏化工艺作为影响乳化炸药稳定性的关键要素之一,其能够降低乳化基质密度,使得胶状乳化炸药满足应用需求,但是不同油相材料因为组成配比不同,对于化学敏化的影响程度各不相同,针对此,为了确保胶状乳化炸药的存储稳定性,提升其适用安全性,以规避安全风险,本文以胶状乳化炸药化学敏化的影响因素为研究基点,分析了敏化助剂能浓度、乳化剂等参数对化学敏化质量的具体影响,并在此基础上对不同油相材料进行对比分析,剖析了其对胶状乳化炸药存储期的不同影响,从而为不同油相材料的选择提供有效支撑。
二、化学敏化工艺的影响要素分析
化学敏化是当前胶状乳化炸药生产中应用最频繁的工藝之一,其具有敏化效果好、爆炸性能强、流量计量精准及成本低的优势,敏化过程中受到多种因素的影响,但也存在微小敏化气泡有集聚和溢出倾向、炸药存储稳定性差、爆炸性能削减速度快及后效影响包装效果等诸多问题,尤其在不同敏化温度及油相材料下,敏化过程中容易造成药体存在显著差异,气泡逃逸形成较大密度波动,进而影响敏化效能,化学敏化机理的公式为:
公式(1)
1.敏化助剂浓度。胶状乳化炸药在进行化学敏化中,与乳化基质相比,敏化助剂的参入量微乎其微,所占比值为千分之几,这给物料的均匀混合增加了困难性,在利用机械作用进行搅拌时,应该保证充分搅拌并把控搅拌度,因为这会直接影响胶状乳化炸药乳化结构的稳定性,而油相材料的粘度是影响爆速和威力的关键要素,不仅能够增强分解膜的强度,而且能够预防炸药存储过程中出现的破乳现象,但是粘度应该保持在合理的范围内,否则给炸药的保质期带来不良影响。
2.乳化剂。胶状乳化炸药的爆燃性,与乳化剂存在直接关联性,在实际应用中,乳化剂SP-80形成的乳化基质流动性和抗爆燃效果较好,高分子乳化剂具有较高粘稠度,炸药存储其较长,但成本高,而复合乳化剂的耐高性较强,影响了抗爆燃性,为此,在敏化过程中,应该选用更为合适的油相材料,并保证乳化用量的合理性,过量时会存在后效反映,更快削弱胶状乳化炸药的性能、存储期也随之减少,而用量不足时,则会影响化学敏化效应,制约炸药的初始性能。油相材料中的HLB数值,其是亲水——亲油平均值,是影响入乳化剂效能的关键因素,根据实践经验,HLB 值在3—5范围内,乳化剂的状态最佳,能够极大的提升炸药的存储周期。
三、化学敏化过程中油相材料对于胶状乳化炸药作用的机理
胶状乳化炸药是一种热力学不稳定体系,其构成要素包含具备催化作用的乳化剂、形成分散相的氧化剂水溶液微粒、发挥连续介质作用的油相燃料介质、乳化剂以及敏化剂等,油相材料作为不可或缺的组成部分,为氧化剂溶液微粒提供了载体支撑,是影响乳化剂质量的关键所在,鉴于载体媒介的稳定性状态与可溶性高低将直接体现在成品中,从应用性分析,油相材料主要功用是燃爆性、存储稳定性及抗水性。
油相材料对胶状乳化炸药的作用机理可归纳为包裹作用,通常情况下氧化剂溶液是分散相状态的,而非连续相状态,这阻碍了氧化剂溶液聚集性,油相材料在此处的作用就是构成连续相,其首先借助材料分子键作用,而后通过乳化机的快速剪切,将处在分散相的氧化剂溶液与油相材料相融合,形成一种近似于分子状态的物质,其最外层和最内层分别为油相材料和氧化剂溶液,该种油包水式的溶液将呈现出更好的稳定性和爆炸性。油相材料最大的作用在于对乳化炸药存储稳定性影响,这根源于油包水式体系中,最外层与最内层的油相材料与氧化剂溶液之间将产生紧密接触,炸药在存储、运输过程中,因为外部震动会增加两者之间的接触性摩擦,此时若油相材料韧性及稳定性不足,则很可能对分子结构造成不良影响,从而减少炸药的存储期。胶状乳化炸药在存储过程中很可能会面临出乳问题,甚至存在起爆不成功的现象,这是因为油相材料的优劣、选材及配比等都会对化学敏化中的乳化剂产生或多或少的影响,不同的油相材料因为质量各不相同,稳定性自然存在明显差异,这直接关系着乳化炸药的稳定性和爆炸性,进而对其有效存储期限产生影响。
四、不同油相材料对于胶状乳化炸药存储期的影响分析
鉴于油相材料对胶状乳化炸药储存期的影响,其在选材及配比上的差异将直接关系存储期的长短,为此,本文以实验的方式,对比分析了三种不同的油相材料,从而能更直观、形象的观测不同油相材料对炸药存储期的影响程度.
从实验结果可知,3号油相材料质量最差,其粘度较低,仅为80℃,7~11mPa.s,且所含杂质较多,乳化后基质连续性差,无法形成坚固紧密的油膜,且颜色暗淡,透明性差,为此,在外力影响下,水相液珠较易穿透油膜,重新聚集、破乳,造成炸药硬化、甚至变质,导致引爆不成功,存储期迅速缩减。而1号油相材料所展现的性能最佳,其粘度达到80℃,10~15mPa.s,不仅能够增强乳化液界面膜的韧性与紧密性,而且油层可以规避分散相析晶、分层,使得存储期延长。该种油相材料中增添了2% —4%的微晶蜡,与以烷烃为主要成分的石蜡相比,其结晶密度、收缩率及粘度等都具有优势性,且表现出较强的亲油能力可以与各类矿物油脂混合为均匀的油相混合物,为此,该种油相材料的油膜韧性好,可以预防分散相溶液穿透油膜,且包覆能力强,能够保证炸药存储的稳定性。与此同时,采用2号油相材料黏度为80℃,15 ~20mPa.s过高,且熔点大于65℃,如此则会造增加乳胶基质的粘稠度和硬度,化学敏化中,会加速对膨胀珍珠岩的挤压和破裂,影响敏化质量,而且会将珍珠岩用量由3%增至3.5%,因为珍珠岩为无机惰性材料,不具备爆炸性,随着气温的降低,其会降低油相材料的流动性,油膜凝结紧缩,而且较为脆弱,很容易导致油膜涨破,使得液滴聚结,降低炸药性能,缩减存储期。
五、结语
胶状乳化炸药生产是将一定比例的水、油相溶液进行混合并进行搅拌、剪切形成W/0型结构的乳化基质,但这一过程需要借助化学敏化工艺,来控制乳化基质的密度,从而让炸药具备雷管感度,而这一化学敏化过程中,敏化助剂能浓度、乳化剂等是关键影响因素,为此,不同油相材料在化学敏化中呈现的效果存在明显差异,并直接影响着胶状乳化炸药的存储期,为此,本文将以化学敏化的影响因素为出发点,通过不同油相材料的对比实验,分析其对于胶状乳化炸药存储期的具体影响,从而为油相材料的选择提供一定参考。
参考文献:
[1]白建明. 影响乳化炸药化学敏化效果因素的探讨[J]. 煤矿爆破,2016,(05):29-32.
[2]刘玲秀,张纪磊. 胶状乳化炸药化学敏化影响因素的研究论述[J]. 当代化工研究,2016,(01):84-85.
[3]严水金. 影响胶状乳化炸药化学敏化的相关因素[J]. 化工管理,2015,(02):237-238.
关键词:化学敏化 胶状乳化炸药 乳化基质 油相材料
一、引言
胶状乳化炸药是爆破行业中应用最为广泛和最典型的炸药类型,其具有较强的稳定性、爆破性及抗水性,而且对于环境的影响程度较低,基于这些优势性,该种炸药得以在矿工工业领域广泛应用,但是在乳化炸药实际制作过程中,因为受多种因素的影响,使得其面临存储期稳定性差、性能下降过快等问题,并成为阻碍储存性能的最大障碍。而化学敏化工艺作为影响乳化炸药稳定性的关键要素之一,其能够降低乳化基质密度,使得胶状乳化炸药满足应用需求,但是不同油相材料因为组成配比不同,对于化学敏化的影响程度各不相同,针对此,为了确保胶状乳化炸药的存储稳定性,提升其适用安全性,以规避安全风险,本文以胶状乳化炸药化学敏化的影响因素为研究基点,分析了敏化助剂能浓度、乳化剂等参数对化学敏化质量的具体影响,并在此基础上对不同油相材料进行对比分析,剖析了其对胶状乳化炸药存储期的不同影响,从而为不同油相材料的选择提供有效支撑。
二、化学敏化工艺的影响要素分析
化学敏化是当前胶状乳化炸药生产中应用最频繁的工藝之一,其具有敏化效果好、爆炸性能强、流量计量精准及成本低的优势,敏化过程中受到多种因素的影响,但也存在微小敏化气泡有集聚和溢出倾向、炸药存储稳定性差、爆炸性能削减速度快及后效影响包装效果等诸多问题,尤其在不同敏化温度及油相材料下,敏化过程中容易造成药体存在显著差异,气泡逃逸形成较大密度波动,进而影响敏化效能,化学敏化机理的公式为:
公式(1)
1.敏化助剂浓度。胶状乳化炸药在进行化学敏化中,与乳化基质相比,敏化助剂的参入量微乎其微,所占比值为千分之几,这给物料的均匀混合增加了困难性,在利用机械作用进行搅拌时,应该保证充分搅拌并把控搅拌度,因为这会直接影响胶状乳化炸药乳化结构的稳定性,而油相材料的粘度是影响爆速和威力的关键要素,不仅能够增强分解膜的强度,而且能够预防炸药存储过程中出现的破乳现象,但是粘度应该保持在合理的范围内,否则给炸药的保质期带来不良影响。
2.乳化剂。胶状乳化炸药的爆燃性,与乳化剂存在直接关联性,在实际应用中,乳化剂SP-80形成的乳化基质流动性和抗爆燃效果较好,高分子乳化剂具有较高粘稠度,炸药存储其较长,但成本高,而复合乳化剂的耐高性较强,影响了抗爆燃性,为此,在敏化过程中,应该选用更为合适的油相材料,并保证乳化用量的合理性,过量时会存在后效反映,更快削弱胶状乳化炸药的性能、存储期也随之减少,而用量不足时,则会影响化学敏化效应,制约炸药的初始性能。油相材料中的HLB数值,其是亲水——亲油平均值,是影响入乳化剂效能的关键因素,根据实践经验,HLB 值在3—5范围内,乳化剂的状态最佳,能够极大的提升炸药的存储周期。
三、化学敏化过程中油相材料对于胶状乳化炸药作用的机理
胶状乳化炸药是一种热力学不稳定体系,其构成要素包含具备催化作用的乳化剂、形成分散相的氧化剂水溶液微粒、发挥连续介质作用的油相燃料介质、乳化剂以及敏化剂等,油相材料作为不可或缺的组成部分,为氧化剂溶液微粒提供了载体支撑,是影响乳化剂质量的关键所在,鉴于载体媒介的稳定性状态与可溶性高低将直接体现在成品中,从应用性分析,油相材料主要功用是燃爆性、存储稳定性及抗水性。
油相材料对胶状乳化炸药的作用机理可归纳为包裹作用,通常情况下氧化剂溶液是分散相状态的,而非连续相状态,这阻碍了氧化剂溶液聚集性,油相材料在此处的作用就是构成连续相,其首先借助材料分子键作用,而后通过乳化机的快速剪切,将处在分散相的氧化剂溶液与油相材料相融合,形成一种近似于分子状态的物质,其最外层和最内层分别为油相材料和氧化剂溶液,该种油包水式的溶液将呈现出更好的稳定性和爆炸性。油相材料最大的作用在于对乳化炸药存储稳定性影响,这根源于油包水式体系中,最外层与最内层的油相材料与氧化剂溶液之间将产生紧密接触,炸药在存储、运输过程中,因为外部震动会增加两者之间的接触性摩擦,此时若油相材料韧性及稳定性不足,则很可能对分子结构造成不良影响,从而减少炸药的存储期。胶状乳化炸药在存储过程中很可能会面临出乳问题,甚至存在起爆不成功的现象,这是因为油相材料的优劣、选材及配比等都会对化学敏化中的乳化剂产生或多或少的影响,不同的油相材料因为质量各不相同,稳定性自然存在明显差异,这直接关系着乳化炸药的稳定性和爆炸性,进而对其有效存储期限产生影响。
四、不同油相材料对于胶状乳化炸药存储期的影响分析
鉴于油相材料对胶状乳化炸药储存期的影响,其在选材及配比上的差异将直接关系存储期的长短,为此,本文以实验的方式,对比分析了三种不同的油相材料,从而能更直观、形象的观测不同油相材料对炸药存储期的影响程度.
从实验结果可知,3号油相材料质量最差,其粘度较低,仅为80℃,7~11mPa.s,且所含杂质较多,乳化后基质连续性差,无法形成坚固紧密的油膜,且颜色暗淡,透明性差,为此,在外力影响下,水相液珠较易穿透油膜,重新聚集、破乳,造成炸药硬化、甚至变质,导致引爆不成功,存储期迅速缩减。而1号油相材料所展现的性能最佳,其粘度达到80℃,10~15mPa.s,不仅能够增强乳化液界面膜的韧性与紧密性,而且油层可以规避分散相析晶、分层,使得存储期延长。该种油相材料中增添了2% —4%的微晶蜡,与以烷烃为主要成分的石蜡相比,其结晶密度、收缩率及粘度等都具有优势性,且表现出较强的亲油能力可以与各类矿物油脂混合为均匀的油相混合物,为此,该种油相材料的油膜韧性好,可以预防分散相溶液穿透油膜,且包覆能力强,能够保证炸药存储的稳定性。与此同时,采用2号油相材料黏度为80℃,15 ~20mPa.s过高,且熔点大于65℃,如此则会造增加乳胶基质的粘稠度和硬度,化学敏化中,会加速对膨胀珍珠岩的挤压和破裂,影响敏化质量,而且会将珍珠岩用量由3%增至3.5%,因为珍珠岩为无机惰性材料,不具备爆炸性,随着气温的降低,其会降低油相材料的流动性,油膜凝结紧缩,而且较为脆弱,很容易导致油膜涨破,使得液滴聚结,降低炸药性能,缩减存储期。
五、结语
胶状乳化炸药生产是将一定比例的水、油相溶液进行混合并进行搅拌、剪切形成W/0型结构的乳化基质,但这一过程需要借助化学敏化工艺,来控制乳化基质的密度,从而让炸药具备雷管感度,而这一化学敏化过程中,敏化助剂能浓度、乳化剂等是关键影响因素,为此,不同油相材料在化学敏化中呈现的效果存在明显差异,并直接影响着胶状乳化炸药的存储期,为此,本文将以化学敏化的影响因素为出发点,通过不同油相材料的对比实验,分析其对于胶状乳化炸药存储期的具体影响,从而为油相材料的选择提供一定参考。
参考文献:
[1]白建明. 影响乳化炸药化学敏化效果因素的探讨[J]. 煤矿爆破,2016,(05):29-32.
[2]刘玲秀,张纪磊. 胶状乳化炸药化学敏化影响因素的研究论述[J]. 当代化工研究,2016,(01):84-85.
[3]严水金. 影响胶状乳化炸药化学敏化的相关因素[J]. 化工管理,2015,(02):237-238.