(动压论文：动压作用下乳化炸药析晶现象的实验研究)

为了研究敏化方式和乳化剂含量对对，乳化炸药结晶的影响，采用水溶性法测定了乳化炸药在动态压力下的结晶量，并用结晶量表征了乳化炸药的抗动态压力性能。对对提高乳化炸药的抗动压性能起到了重要的指导作用。实验结果表明，在相同动压下，玻璃微球敏化乳化炸药的结晶量小于膨胀珍珠岩敏；乳化炸药的结晶量，随着乳化剂含量从3%增加到4%，乳化炸药的结晶量降低。因此，采用玻璃微球作为敏化剂，适当增加乳化剂的含量，可以提高乳化炸药的抗动压性能。

关键词：动态压力；敏化模式；乳化炸药；微观结构；结晶化

乳化炸药结晶的实验研究

在动态压力下

任栋美，吴洪波，严世龙

(安徽科技大学化学工程学院，安徽淮南232001，中国)？

为了研究敏化剂和乳化剂含量对乳化炸药结晶的影响，采用水溶法测定了乳化炸药在动态压力下的结晶量。乳化炸药的抗动压性能通过结晶量来表征，对提高乳化炸药的抗动压性能具有重要的指导作用。结果表明，玻璃微珠(GMB)敏化的乳化炸药的结晶量小于膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药的结晶量。同时，随着乳化剂含量从3%增加到4%，乳化炸药的结晶量下降。因此，采用适当的敏化方法和适当增加乳化剂含量，可以提高乳化炸药的抗动压性能。

关键词：动态压力；敏化方法；乳化炸药；微观结构；结晶化

乳化炸药是一种油包水的热力学不稳定系统，它以氧化剂水溶液的细小液滴为分散相，燃料油为连续相。当系统受到在很短时间内变化的动态压力(如冲击波、应力波、压力脉冲等)时。)，炸药的爆轰感度和爆轰性能将急剧下降[1-2]，严重时会发生半爆和拒爆。乳化炸药在动压作用下爆轰性能下降的现象称为乳化炸药的动压减敏效应，炸药的减敏现象已引起业界人士的关注，国内外对此也进行了不同程度的研究[3-4]。文献[5]研究了井下煤层微差爆破中炮孔间距、延时差与炸药减敏的关系，以及在静水压力下的爆炸与恢复。研究结果表明，炮孔间距的大小是影响爆炸压力减敏的主要因素。文献[6]研究了煤矿延期爆破中乳化炸药的压力减敏性能与炮孔间距和起爆时差的关系，发现炮孔间距是引起炸药压力减敏的主要因素。文献[7]设计了一种测试动态压力下乳化炸药爆轰性能的方法，研究了对乳化炸药的压力减敏现象，认为乳化炸药最弱组分的强度决定了炸药的耐压性。前人主要研究了工程爆破中脱敏的发生以及防止炸药脱敏的措施和方法。本实验采用水溶性方法测定乳化炸药的结晶量来表征乳化炸药的破乳程度，并分析了敏化剂种类和乳化剂含量对对乳化炸药破乳程度的影响。

1个实验

1.1实验装置

实验装置由爆炸池、测量系统和装药组成(见图1)。测量系统由压电压力传感器、放大器、示波器和电缆组成。

1.游泳池；2.驾驶；3.铁架子；4.压力传感器；5.医药包；6.放大器

试验装药为实验室配制的乳化炸药，其基质组成(质量分数)为：氧化剂、水和还原剂的含量分别为82%~84%、11%和2% ~ 4%；以Span80为乳化剂，乳化剂含量分别为3%和4%。乳化炸药是在乳化基质冷却到50~60时加入敏化剂制成的，敏化剂为玻璃微球和膨胀珍珠岩，两者含量均为2%。

1.3实验测量方法

由乳化炸药制成的试验装药在受到主装药施加的动态压力后，会因破乳而结晶。乳化炸药装药的动压不同，结晶量也不同。本实验采用水溶法测定乳化炸药破乳后沉淀的硝酸铵质量，用沉淀的硝酸铵质量表征乳化炸药的破乳程度。实验中使用的试剂包括25%(质量分数)甲醛溶液、0.1摩尔/升氢氧化钠溶液和酚酞指示剂。滴定原理的反应方程式如下：

4NH？4NO？3 6 CHO (CH？2)？6N？4+4HNO？3 6H？2O

HNO？3氢氧化钠NaNO？3 H？2O？

沉淀硝酸铵的质量如何？m？的计算公式是

？m？=80.08?CV？

哪里？c？氢氧化钠标准溶液的浓度是多少？-1？v？是滴定过程中消耗的氢氧化钠的体积，l；80.08是硝酸铵的相对的分子量，gmol？-1？

2实验结果及分析

2.1敏化剂对对乳化炸药结晶量的影响

根据上述实验原理，测量了不同敏化剂的对乳化炸药在动压力作用下结晶量的变化，如图2 ~图3所示。

？d。/cm

1.膨胀珍珠岩2%；2.玻璃微球2%

图2当跨度80为3%时，每克炸药结晶量随压缩距离变化的曲线曲线

？d。/cm

1.膨胀珍珠岩2%；2.玻璃微球2%

图3当跨度80为4%时，每克炸药结晶量随压缩距离变化的曲线曲线

从图2和图3可以看出，膨胀珍珠岩敏乳化炸药的结晶量大于玻璃微球敏化乳化炸药的结晶量。首先，膨胀珍珠岩不规则，有许多棱角状，对乳化炸药颗粒的界面膜受到极大破坏。由于成角作用，乳化炸药的界面膜容易被破坏，水相颗粒聚结变大，油膜被挤出，导致硝酸铵晶体沉淀。其次，玻璃微球强度高，在动压作用下破碎的概率小，硝酸铵晶体的析出量小，导致膨化珍珠岩敏乳化炸药在较低压力作用下结晶。因此，膨胀珍珠岩敏乳化炸药的结晶量大于玻璃微球敏化，乳化炸药的结晶量，抗动压性能将相应降低。2.2乳化剂含量对对乳化炸药结晶量的影响

根据上述实验原理，测定了不同乳化剂含量的对乳化炸药在动压力作用后结晶量的变化，如图5和如图4所示。

？d。/cm

1.跨度803%；2.Spam80 4%

图4玻璃微球2每克炸药的结晶量随压缩距离变化的曲线曲线

？d。/cm

1.跨度803%；2.Spam80 4%

图5膨胀珍珠岩2/g炸药结晶量随压缩距离变化的曲线曲线

从图4和图5可以看出，在一定范围内，乳化剂含量越高，炸药的结晶量越小。这是因为油包水乳化剂是乳化炸药的关键成分，其含量对乳化体系的质量和稳定性有着重要的影响。随着乳化剂含量的增加，不仅界面膜的厚度可以适当增加，而且炸药的乳化效果也更好，炸药本身的结构也比不容易被破坏的对，稳定。因此，在动压作用下，炸药的破乳程度越小

(2)与玻璃微珠相比，膨胀珍珠岩孔隙外壁不规则，强度低，在外力作用下容易破碎，使得珍珠岩敏乳化炸药容易结晶。因此，其抗动压性能低于玻璃微球敏化乳化炸药。

(3)在一定范围内，乳化剂含量越高，炸药界面膜厚度越大，乳化效果越好。因此，在外力作用下很难结晶和提高动压阻力。