乳化炸藥中專(zhuān)用復(fù)合乳化劑及復(fù)合蠟的質(zhì)量與安全探討

張德鋁

摘 要：介紹了乳化炸藥中專(zhuān)用復(fù)合乳化劑和復(fù)合蠟質(zhì)量的重要性，并闡述了其質(zhì)量會(huì)在乳化炸藥生產(chǎn)過(guò)程中的乳化、冷卻、敏化階段影響乳化炸藥產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和安全性。

關(guān)鍵詞：乳化炸藥；復(fù)合乳化劑；復(fù)合蠟；安全性

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ560.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）20-0041-02

1 概述

乳化炸藥專(zhuān)用乳化劑和復(fù)合蠟是指應(yīng)用在乳化炸藥中，在乳化炸藥中形成水包油——“油膜”的一類(lèi)產(chǎn)品。乳化炸藥敏化前的半成品，即乳化基質(zhì)，是一種高內(nèi)相比（>90%）、高密度、易析晶破乳且形態(tài)為黏稠狀的高度分散的、熱力學(xué)不穩(wěn)定體系的乳狀液，油水比界面積非常高。復(fù)合乳化劑和復(fù)合蠟是乳化炸藥中的核心組分，雖然只占乳化體系的7%左右，但是，它們的質(zhì)量和理化性能卻關(guān)系到乳化炸藥的穩(wěn)定性、安全性和乳化炸藥的爆轟性能。

經(jīng)過(guò)幾年的努力，乳化炸藥生產(chǎn)工藝和設(shè)備能力在產(chǎn)能上有了很大的提高，生產(chǎn)能力基本上達(dá)到了12 000 t/a。而我國(guó)工業(yè)炸藥年產(chǎn)銷(xiāo)量達(dá)4×106 t以上，其中，乳化炸藥已經(jīng)占據(jù)了工業(yè)炸藥的半壁江山，達(dá)到了2×106 t左右。乳化炸藥作為工業(yè)炸藥中重點(diǎn)發(fā)展的民爆產(chǎn)品，在“十二五”期間，其生產(chǎn)技術(shù)將是重點(diǎn)研究的對(duì)象。目前，國(guó)內(nèi)乳化炸藥生產(chǎn)線(xiàn)的產(chǎn)能大多在2.5～3.5 t/h，在今后的發(fā)展過(guò)程中，其年產(chǎn)量要達(dá)到2×104～3×104 t，每小時(shí)產(chǎn)能要達(dá)到7.0～9.0 t。這就對(duì)乳化炸藥復(fù)合乳化劑和復(fù)合蠟的質(zhì)量提出了更高的要求，它們不但要滿(mǎn)足安全要求，還要確保產(chǎn)品質(zhì)量，達(dá)到產(chǎn)能要求。如果按照復(fù)合乳化劑和復(fù)合蠟在乳化炸藥中的使用量為6.5%計(jì)算，其市場(chǎng)規(guī)模在1.3×105 t左右。從目前的情況看，乳化炸藥在工業(yè)炸藥中所占的市場(chǎng)份額有逐年遞增的趨勢(shì)，所以，相應(yīng)的專(zhuān)用乳化劑和復(fù)合蠟的使用量也會(huì)逐漸增大。但是，隨著乳化炸藥產(chǎn)量的逐年增大，市場(chǎng)上出現(xiàn)了質(zhì)量參差不齊的復(fù)合乳化劑和復(fù)合蠟，將其應(yīng)用在乳化炸藥中，顯現(xiàn)出了一系列的問(wèn)題。

2 復(fù)合乳化劑和復(fù)合蠟的質(zhì)量

復(fù)合乳化劑的質(zhì)量控制主要取決于所復(fù)配的原料質(zhì)量，其理化指標(biāo)主要是指其外觀(guān)狀態(tài)、酸值、皂化值、羥值和黏度等。這些指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)后，最主要的就是觀(guān)察其乳化效果，即乳化穩(wěn)定性和安全性，其判定依據(jù)是使用小批量的乳化基質(zhì)儲(chǔ)存穩(wěn)定性低溫至室溫循環(huán)法，以此檢驗(yàn)其穩(wěn)定性。同時(shí)，還包括比較常用的是加速老化法、電導(dǎo)法、電子顯微鏡法、DSC法和離心分離法等。它們都是通過(guò)加劇分子的布朗運(yùn)動(dòng)來(lái)增加乳化液滴的碰撞機(jī)會(huì)。雖然這些方法的原理不同，但是，其目的都是為了促使分散相的乳化液滴聚合，以便較快地判斷乳狀液的穩(wěn)定性。

現(xiàn)在有的廠(chǎng)家稱(chēng)，其復(fù)合乳化劑的乳化活性物能達(dá)到99%，其實(shí)，這是不可能達(dá)到的，原因是在復(fù)合乳化劑中有一定的中性油存在，將其水解后發(fā)現(xiàn)有部分三甘油存在，這足以證明乳化活性物中存在中性油成分。中性油是原材料中因?yàn)榉蛛x不徹底而伴生的成分，它是沒(méi)有乳化性能，混合在復(fù)合乳化劑中也不可能有乳化活性。在復(fù)合乳化劑中，應(yīng)充分重視運(yùn)動(dòng)黏度指標(biāo)。在乳化炸藥中使用復(fù)合蠟和復(fù)合乳化劑時(shí)，雖然復(fù)合蠟的黏度指標(biāo)對(duì)乳化炸藥的影響要大于復(fù)合乳化劑的黏度指標(biāo)，但是，復(fù)合乳化劑的黏度會(huì)影響乳化炸藥儲(chǔ)存的穩(wěn)定性和安全性。

復(fù)合蠟是屬于石油加工后各種產(chǎn)品或半成品的混合物，它在乳化炸藥中作為還原劑參與爆轟反應(yīng)，并提供爆轟所需的熱值。其質(zhì)量指標(biāo)體系包括外觀(guān)、閃點(diǎn)、針入度、運(yùn)動(dòng)黏度、滴（熔）點(diǎn)、含油率、機(jī)械雜質(zhì)和水分等。其中，運(yùn)動(dòng)黏度、滴（熔）點(diǎn)、含油率和針入度是比較關(guān)鍵的指標(biāo)，只有合適的黏度、含油率、針入度和滴熔點(diǎn)才能在乳化炸藥中作為油相使用，才能使乳化炸藥的“油膜”具有良好的包覆性、氧平衡值和比較好的化學(xué)發(fā)泡敏化或珍珠巖敏化黏度。

總之，要把控復(fù)合乳化劑和復(fù)合蠟的質(zhì)量，首先就要控制好原材料的質(zhì)量，然后控制好生產(chǎn)完成后理化指標(biāo)的情況，而其應(yīng)用效果主要取決于乳化穩(wěn)定性和安全性。

3 復(fù)合乳化劑和復(fù)合蠟的安全性

上面已經(jīng)指出，乳化炸藥屬于高內(nèi)相比和高度不穩(wěn)定的熱力學(xué)體系。復(fù)合乳化劑和復(fù)合蠟在乳化炸藥中的使用牽涉到其使用的安全性和儲(chǔ)存的穩(wěn)定性。

在乳化炸藥制造過(guò)程中，復(fù)合乳化劑和復(fù)合蠟在乳化器中高度分散、剪切和乳化。將含油率過(guò)高的復(fù)合蠟在此高度分散、剪切和乳化不是很安全，因?yàn)槭茌p質(zhì)油成分和閃點(diǎn)值的影響，在高度剪切的過(guò)程中會(huì)伴隨摩擦，進(jìn)而引起潛在的不穩(wěn)定性。在乳化基質(zhì)的冷卻過(guò)程中，以前采用的浸水式冷卻和鋼帶式冷卻，由于其黏度會(huì)產(chǎn)生劇烈的變化，所以，如果使用達(dá)不到理化指標(biāo)的復(fù)合蠟所制造的乳化基質(zhì)，在冷卻后收料過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生收料刮板壓力，相應(yīng)地增大破乳概率，從而引起皮帶表面和鋼帶表面的硝酸銨結(jié)晶結(jié)垢，使整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程存在潛在的安全隱患。如果使用運(yùn)動(dòng)黏度和含油率過(guò)低的復(fù)合蠟，也會(huì)在后續(xù)冷卻后出現(xiàn)乳化基質(zhì)和珍珠巖混拌不均的情況，給乳化炸藥的生產(chǎn)過(guò)程埋下安全隱患，降低乳化炸藥的初始性能。

使用達(dá)不到理化指標(biāo)的復(fù)合乳化劑和復(fù)合蠟生產(chǎn)出的乳化炸藥，雖然其初始性能也許不錯(cuò)，但是，由于乳化基質(zhì)的熱力學(xué)不穩(wěn)定，使得乳化炸藥很容易出現(xiàn)性能衰減和破乳失效的情況，輕則表面層破乳，影響爆炸性能，重則使乳化炸藥完全破乳失效而產(chǎn)生拒爆。曾經(jīng)發(fā)生過(guò)此類(lèi)事故，由于復(fù)合蠟的運(yùn)動(dòng)黏度不夠或過(guò)多，在其儲(chǔ)存過(guò)程中，由于乳化炸藥的穩(wěn)定性很差，很容易引起破乳，堆垛的乳化炸藥箱體會(huì)出現(xiàn)熱積累，導(dǎo)致乳化炸藥出現(xiàn)自然的現(xiàn)象，進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。

4 總結(jié)

乳化炸藥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其有比較嚴(yán)格的質(zhì)量要求?，F(xiàn)在有些廠(chǎng)家為了降低成本，使用一些不合格的原材料，這為生產(chǎn)過(guò)程埋下了不安全因素，并降低了產(chǎn)品的儲(chǔ)存性能。雖然炸藥的初始性能尚可，但是，一個(gè)月或兩個(gè)月后，乳化炸藥的爆轟性能會(huì)衰減得很快，甚至?xí)耆В谑褂眠^(guò)程中拒爆或半爆的乳化炸藥也會(huì)引發(fā)潛在或明顯的安全事故。

參考文獻(xiàn)

[1]汪旭光.乳化炸藥[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1993.

〔編輯：白潔〕