乳化炸药的化学敏化影响分析

乳化炸药的化学敏化影响分析

汪凡

安徽江南化工股份有限公司宁国分公司 安徽省 宣城市 242310

摘要：矿山开采以及隧道等地下工程建设项目施工过程中，通常存在爆破施工环节，炸药综合品质会直接影响爆破施工效果以及工程施工进度和施工成本等，因此乳化炸药作为一种发展于上世纪中后期的新型工艺炸药，凭借价格低廉、抗水性与爆炸性能优越及高安全性等优势，在矿山开采等工程中广泛应用开来。在相关研究和具体实践中发现，乳化炸药性能与敏化效果息息相关，所以本文主要分析乳化炸药的化学敏化影响因素与化学敏化对乳化炸药质量的影响。

关键词：乳化炸药；化学敏化；影响分析

引言

炸药是各类工程爆破施工中必不可少的材料，由于炸药自身本就存在安全风险，再加上炸药性能质量和爆破施工效果与施工成本和施工安全的关系尤为密切，因此爆破施工企业对于炸药综合品质具有较高要求。在现阶段的爆破施工中，乳化炸药应用率相对较高，鉴于乳化炸药敏化效果是影响炸药质量的重要因素，故而相关研究人员亟需针对乳化炸药化学敏化机理、化学敏化效果影响原因，以及乳化炸药化学敏化对炸药质量产生的主要影响进行有效分析，以便优化乳化炸药品质。

1乳化炸药中的化学敏化机理

现阶段在进行乳化炸药的自动化生产中，使用的主要的亚硝酸钠，乳化炸药的发泡剂由发泡剂加水以及适量的促进剂组合而成。亚硝酸铵是一种化学物质，其在分解过程中会产生一定的氮气分散于乳化炸药基质中，对其进行搅拌让气体能够在乳胶内分散均匀，乳化基质的密度会因气泡有所降低，最终形成热点中心，便于传爆和起爆，从而形成敏化效果，让炸药的性能得到提升。

通过这样的方式来对乳化炸药进行敏化时，为了保证能够呈现理想状态，需要让炸药中的气泡大小适当，且均匀分布，在炸药基质中能够保持稳定状态，不会形成较大改变。经过实验研究了解到，最佳的化学气泡直径为100μm左右，直径不足100μm的气泡不能超过75%，如果气泡直径高于100μm则属于无效范围，难以在爆轰时形成热点，所以化学气泡的分布情况能够直接影响乳化炸药的性能，均匀的气泡更利于炸药稳定存储。

2对化学敏化效果造成影响的原因

对化学敏化效果造成影响的原因较多，可能会受到敏化设备影响、发泡工艺或发泡剂量的影响、发泡剂添加温度的影响、乳化剂选择的影响、油相材料的影响等。

2.1发泡剂添加温度的影响

发泡剂添加温度对敏化效果影响较大，是一项主要参数，和乳胶基质的粘性和温度有直接关联。越高的添加温度其胶体的粘性越低，会让气泡分散和发泡反应变高，但是因为难以形成有效的包裹性，所以对保留气泡造成一定影响。温度的高低会影响其反应速度，一些材料的反应效果会随着温度变化和改变，这让气泡稳定性降低，容易对产品的存储性能和初始性能造成影响。确定敏化温度还需要考虑材料比例和各项数值，按照实验结果可以了解到，通常中温敏化时需要将温度保持在45±3℃。

2.2乳化剂和油相材料的影响

在进行乳化剂选择时应采用与油相材料HLB值匹配的，以及粘度高的、常温下呈固态的，能够对乳化炸药的敏化效果进行提升。通过实验了解到，复合性的材料能够让爆轰性能得到提升，可使密度达到1.10～1.20g·cm-3，在实验观察下可以看出其具有较高的稳定性和气泡的致密性。

2.3敏化设备影响

使用敏化设备进行搅拌能够让气泡分布更加均匀，更好的分散在乳胶基质内，提高混合度，让气泡产生速度提高。但是如果搅拌力度无法满足要求，则会对其稳定效果造成负面影响，所以根据使用设备的不同，其采用的搅拌方式和转速不同，对于敏化效果而言具有较大区别。现阶段使用频率较高的搅拌方式分别是半螺旋、单螺旋、双螺旋等，以综合效果来进行判断，常压敞开双螺旋式敏化机最为适合。

2.4发泡工艺或发泡剂量的影响

发泡工艺和发泡剂量对敏化效果具有一定影响，如果使用的剂量无法满足要求，过量时会让炸药性能受到影响，减少其储存时间，过少时会导致敏化效果难以实现，让初始性变低，降低储存性能，整体影响较大。实际应用过程中可以按照械设备对气泡的部分破坏、发泡温度、基础用量、其他影响因素等对使用量进行适当调整，后效较大的情况可以将敏化温度降低，或降低发泡剂量，密度较大或初始性能无法满足要求时，可适当将敏化温度进行提升，或提高发泡剂量，确保用量合适。根据相关技术标准，发泡剂量需要保持在1.0kg·t-1以内，因为生产厂家的使用设备和技术工艺均有不同，实际用量也会有所出入，例如某生产企业在进行发泡剂用量控制时，所采用的剂量范围是0.3kg·t-1。

2.5发泡剂状态

通常情况下载使用亚硝酸钠时是直接进行使用的，也可以通过水溶液或发泡膏的形式进行使用，通过实验了解到，使用水溶液的时候会让气泡细小，搅拌更加均匀，在进行连续化生产时可采用这种方式。使用发泡膏的时候更适合半连续化生产，具有剂量准确温度低的特点。水溶液或发泡膏的形式对密度没有较大影响，可以按照不同的生产方式来确定。

3乳化炸药中的化学敏化质量控制

3.1敏化破乳现象控制

乳化结构会因为敏化剂自身的酸碱性，在敏化过程中受到一定破坏，这种现象也称为破乳，破乳现象会对炸药的储存性能和爆炸性能造成影响。在硝酸铵溶中加入敏化剂会让出率得到一定程度的增加，也就是影响了乳化结构。所以为了让硝酸铵溶出率得到最大限度的降低，可在乳化剂的选择上提高重视，并将乳化剂的用量进行调整，还能够通过调整温度或降低剂量的方式来保证炸药稳定性和性能。

3.2装药密度因素的控制

乳化炸药的猛度和爆速会在一定密度下出现变化，密度处于某一定值状态下，会让爆轰感度有所下降，随之猛度和爆速也会受到影响。在装药过程中如果更为集中，使装填密度增加时，也会因为能力集中的原因让爆破效果得到提升。

3.3后效现象控制

乳化基质在经过敏化环节后，还在持续保持分解化学反应的现象也称后效现象，这个时候炸药密度还在保持变化。后效现象形成的原因主要是因为在进行敏化剂添加时只是物理拌合，将敏化剂连续分布在乳化基质内部。两者在相遇过程中会快速进行反应，这个阶段剩余未相遇的部分则会残留在基质内，在时间的作用下会破坏乳化结构，让硝酸钠被油膜包裹的部分有所暴露，这会和敏化剂产生反应形成气泡。所以需要对后效现象进行有效控制，主要可以通过以下几个方面进行。

1）将敏化助剂的加入量适当提高，让敏化剂可以在敏化过程中进行全部反应；

2）将敏化温度适当调整，温度的变化对敏化速度具有一定影响，这个时候需要控制温度适宜，较高的温度会让乳化基质粘度降低，影响气泡稳定，还可能会形成大气泡，同时较高的温度也会让炸药感度提高，对安全生产造成威胁，所以温度的合理性控制十分重要；

3）生产过程中使用不同生产商或不同批次的乳化剂时，需要先进行分析实验后再对敏化温度进行确认。

结束语：总之在当前的矿山开发以及地下工程建设项目中，大部分施工企业都是利用乳化炸药进行爆破施工，因此乳化炸药质量也备受施工企业关注与重视。经上文分析可以发现，油相材料、乳化剂以及发泡剂和敏化设备都会对乳化炸药化学敏化效果造成一定影响，随之也会影响乳化炸药性能与质量，因此应高度重视油相材料、乳化剂与敏化设备选择，以及发泡剂添加稳定、用量与状态控制。

参考文献

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