乳化剂对乳化炸药的稳定性影响研究

（新疆和益混装炸药有限公司，新疆 乌鲁木齐 830000）

乳化剂对乳化炸药的稳定性影响研究

胡 健

（新疆和益混装炸药有限公司，新疆 乌鲁木齐 830000）

本文介绍了目前乳化炸药常用的几种乳化剂，对不同乳化剂制备的乳化基质，通过高低温循环的方法考察了乳化基质的稳定性。结果表明大豆磷脂、T154与Span-80复配形成的复合乳化剂，炸药稳定性得到较为明显提高，生产成本也能得到较好的控制。

乳化剂；乳化炸药；稳定性

1 前言

乳化炸药是泛指一类用乳化技术制备的使氧化剂盐类水溶液的微滴，均匀分散在含有分散气泡或空心玻璃微珠等多孔物质的油相连续介质中，形成一种油包水型（W/O）的乳胶状含水工业炸药。乳化炸药自上世纪70年代问世以来，凭借爆炸性能好、抗水性强、机械感度低、安全性好等特点，得到了迅猛的发展。

在乳化炸药W/O型的乳胶体系中，虽然乳化剂的含量只占炸药总质量的0.5%—2.5%，但乳化剂是整个乳化体系的核心组分，其种类、性能指标和含量均对乳化体系的质量、内相粒子大小、稳定性及爆炸性能有着重要的影响[1]。目前包装型乳化炸药中使用的乳化剂主要有三类：以失水山梨醇单油酸酯（span-80）为代表的脂肪酸酯类、聚异丁烯丁二酰亚胺类及其衍生物、复合乳化剂。因此选择合适的乳化剂是制备乳化效果良好、爆炸性能优良、储存稳定乳化炸药的重要内容。

2 乳化剂对炸药稳定性影响的试验

2.1 乳化剂确定

以目前常用的三种乳化剂：失水山梨醇单油酸酯 （Span-80）、T154、大豆磷脂，按照常用复合乳化剂的复配比例，复配出三种复合乳化剂，如表1所示。

表1 4种乳化剂及其配比

2.2 乳化炸药的制备

按照2号岩石乳化炸药的配方，即：硝酸铵73%，硝酸钠10%，水10%，复合蜡4.7%，乳化剂2.3%，模拟生产线工艺技术，采用一级乳化，转速为1 470转/分。

2.3 炸药稳定性试验

快速检测乳化炸药的贮存稳定性，可采用高低温循环法，通常能经受冷热循环次数愈多的乳化炸药其稳定性也愈好，一般制备良好的乳化炸药至少能经受10次以上的高低温循环，其储存稳定性可达6个月以上。

将编号为1#至4#的乳化剂生产的乳化基质，均匀分布在表面皿上，在试验温度为50℃恒温烘箱内放置8小时后，取出立取放入-15℃冰柜内放置16小时，一冷一热为一个循环周期。每循环一次，对试样进行状态观测，其试验结果如表2所示。

表2 不同乳化剂制备的乳化基质的高低温循环次数

3 结果与分析

单独使用乳化剂Span-80制备的乳化基质，在高低温循环试验中仅能经受8次循环，说明单一Span-80制备的乳化基质或乳化炸药储存稳定性较差。主要原因是跟Span-80本身的结构有关：制备Span-80的原材料油酸是含有一个双键的不饱和酸，在与失水山梨醇反应生成Span-80后双键依然存在，导致Span-80在界面因定向吸附所生产的单分子膜较“膨松”，分子间存在较大的间隙。同时油酸双键处电子云分布密集，产生互斥作用，从而在双键处形成孔腔，乳化炸药破乳就是水分子从油酸分子孔腔中被挤压出所致。此外Span-80在酸性环境下的水解和双键氧化，也对乳化炸药的储存稳定性造成影响[2]。

加入30%的大豆磷脂与Span-80复配形成复合乳化剂制备的乳化基质在稳定性方面有了较大的提高。因为磷脂HLB为7—10，是两性离子表面活性剂。磷脂具有独特的类三甘酯结构容易与其他分子形成网络结构，能够“镶嵌”到Span-80膨松的间隙中弥补其缺点，一起形成更为稳定的界面膜，使乳化体系更稳定，炸药的稳定性得到较大提高。

加入30%的T154与Span-80复配形成复合乳化剂后，制备的乳化基质在稳定性方面有了极大提高。以T154的大分子结构和高粘度特性，能够与Span-80形成致密的网状结构，紧紧包覆住水相离子，从而极大地提高乳化炸药的稳定性。但由于T514的价格昂贵，对生产过程的成本控制带来较大困难。

4#配方的乳化剂，将三种乳化剂按照科学的配方复配，试验中发现不仅生产的乳化基质有着良好的稳定性，同时生产成本也得到了有效控制。

4 结论

选择合适的乳化剂是达到最佳乳化效果并制备稳定性良好的乳化炸药的关键。单一Span-80乳化剂制备的乳化炸药在稳定性方面较差，通过加入大豆磷脂、T154与Span-80复配而成的复合乳化剂，不仅炸药的稳定性得到了较大提高，而且能够较好地控制生产成本。

[1]汪旭光.乳化炸药第2版[M].北京：冶金工业出版社，2008:143-144.

[2]刘燕.磷脂及改性磷脂在乳化炸药中的应用研究[D].南京理工大学,2008，23-24.

[3]李德平.乳化炸药用乳化剂的现状和发展趋势[J].煤矿爆破,2010（3）:32.

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1003-5168(2014)01-0063-01