乳化炸藥基質(zhì)游離硝酸銨析出量的測(cè)試

陳先俊 徐 靜 徐苗苗 歐陽(yáng)文

（馬鞍山江南化工有限公司）

乳化炸藥乳化效果的好壞直接影響乳化炸藥的爆炸性能，尤其影響炸藥的產(chǎn)品存儲(chǔ)期［1］。檢測(cè)乳化炸藥乳化基質(zhì)的效果方法很多，行業(yè)內(nèi)通常采用高低溫循環(huán)試驗(yàn)判斷［2］。本研究直接將乳化炸藥基質(zhì)浸泡，測(cè)定其游離硝酸銨析出量［3］和溶液的電導(dǎo)率，能較好地反映乳化炸藥不同情況下的乳化效果。

1 游離硝酸銨析出量的測(cè)定方法

（1）試劑。采用約0.1 mol/L 的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（要標(biāo)定）、甲醛溶液（1∶1）、1%的酚酞指示劑。

（2）試驗(yàn)步驟。準(zhǔn)確稱取20 g 乳化炸藥基質(zhì)樣品，置于180 mL 的蒸餾水中浸泡（圖1），溫度控制在恒定值，浸沒(méi)24 h。用移液管準(zhǔn)確移取20 mL 浸沒(méi)后的水溶液置于250 mL 的錐形瓶中，加入中性甲醛溶液10 mL，酚酞指示劑2滴，用氫氧化鈉的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至微紅色，30 s 不褪色，為滴定終點(diǎn)［3］。每組平行測(cè)定2次。

（3）結(jié)果計(jì)算。

式中，m為20 g試樣游離硝酸銨的析出量，g；V為滴定所消耗氫氧化鈉的量，mL；N為標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉的摩爾濃度，mol/L。

（4）試驗(yàn)結(jié)果的記錄。每組取平行測(cè)定相差小于0.01 g的2組值的平均值，作為該組試樣的測(cè)定值。

2 炸藥基質(zhì)游離硝酸銨溶液的電導(dǎo)率測(cè)定儀器

電導(dǎo)率（conductivity）是用來(lái)描述物質(zhì)中電荷流動(dòng)難易程度的參數(shù)。電導(dǎo)率σ的標(biāo)準(zhǔn)單位是西門子/米（S/m），為電阻率ρ的倒數(shù)，即σ=1/ρ。本次試驗(yàn)所用CT-3031型電導(dǎo)率儀見(jiàn)圖2，技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

3 乳化炸藥游離硝酸銨析出量與電導(dǎo)率的關(guān)系

分別對(duì)乳化炸藥基質(zhì)敏化前后游離硝酸銨析出量與電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)試，分析基質(zhì)敏化前后游離硝酸銨析出量與電導(dǎo)率的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

3. 1 乳化炸藥基質(zhì)敏化前游離硝酸銨析出量與電導(dǎo)率儀的關(guān)系

對(duì)基質(zhì)敏化前游離硝酸銨析出量與電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)試，獲得71 組數(shù)據(jù)并繪制散點(diǎn)圖（圖3），游離硝酸銨析出量與電導(dǎo)率呈現(xiàn)正比例關(guān)系，通過(guò)圖像分析，可得到

y=3.33x+0.673， （2）

式中，y為電導(dǎo)率，mS/cm；x為游離硝酸銨析出量，g。

3. 2 乳化炸藥基質(zhì)敏化后游離硝酸銨析出量與電導(dǎo)率的關(guān)系

對(duì)敏化后基質(zhì)游離硝酸銨析出量與電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)試，獲得71 組數(shù)據(jù)并繪制散點(diǎn)圖（圖4），游離硝酸銨析出量與電導(dǎo)率呈現(xiàn)正比例關(guān)系，通過(guò)圖像分析，可得到

y=2.67x+1.33. （3）

3.3 小 結(jié)

通過(guò)對(duì)乳化炸藥敏化前后基質(zhì)游離硝酸銨析出量與電導(dǎo)率測(cè)試，發(fā)現(xiàn)乳化炸藥基質(zhì)游離硝酸銨析出量與電導(dǎo)率呈正比例關(guān)系。通過(guò)大量的數(shù)據(jù)可以得到乳化基質(zhì)游離硝酸銨析出量與電導(dǎo)率的正比例函數(shù)關(guān)系，因此，通過(guò)測(cè)試一種數(shù)據(jù)就可以換算成另一數(shù)據(jù)。在實(shí)際的操作過(guò)程中，電導(dǎo)率可通過(guò)儀器快速檢測(cè)得到，而乳化炸藥游離硝酸銨析出量需要通過(guò)分析滴定得到，過(guò)程繁瑣。在日常檢驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)電導(dǎo)率儀可實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)游離硝酸銨析出量，甚至可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)檢測(cè)，通過(guò)定期滴定乳化炸藥基質(zhì)游離硝酸銨析出量，即可矯正。

4 不同溫度下游離硝酸銨析出量的情況

將乳化炸藥基質(zhì)敏化前后基質(zhì)浸泡溫度分別設(shè)置在30、40、50、60 ℃，浸泡24 h，檢測(cè)游離硝酸銨析出量的情況，共檢測(cè)數(shù)據(jù)89組，繪制折線圖見(jiàn)圖5。

從圖5 不同溫度下游離硝酸銨析出量平均值分析表明：

（1）浸泡溫度越高，其硝酸銨析出量越大［4］，具體表現(xiàn)為乳化炸藥基質(zhì)游離硝酸銨析出量隨溫度變化呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)。因此在測(cè)定乳化炸藥基質(zhì)游離硝酸銨時(shí)，可以通過(guò)增加浸泡溫度，測(cè)試游離硝酸銨的析出量，提高波動(dòng)范圍，更明顯地反映乳化炸藥基質(zhì)的乳化效果，也可提高溫度來(lái)測(cè)定電導(dǎo)率，同樣能夠更明顯地反映乳化炸藥基質(zhì)的乳化效果。

（2）敏化前后數(shù)據(jù)可以看出，敏化后游離硝酸銨析出量比敏化前大，可能敏化過(guò)程攪動(dòng)影響了乳化基質(zhì)的乳化穩(wěn)定性［5］，同時(shí)敏化過(guò)程中加入敏化劑與催化劑，對(duì)乳化基質(zhì)的乳化穩(wěn)定性也有一定影響。

5 不同乳化劑不同溫度浸泡下游離硝酸銨析出量情況

為進(jìn)一步研究乳化炸藥游離硝酸銨析出量的情況，開(kāi)展了不同乳化劑生產(chǎn)的乳化基質(zhì)在不同溫度浸泡下的游離硝酸銨的析出情況，見(jiàn)表2。試驗(yàn)分別采用了SP-80型乳化劑、高分子聚異丁烯丁二酰亞胺乳化劑、聚異丁烯丁二酸醇胺乳化劑生產(chǎn)乳化炸藥基質(zhì)進(jìn)行游離硝酸銨的析出量測(cè)試。

通過(guò)分析表2發(fā)現(xiàn)，不同乳化基質(zhì)對(duì)溫度的敏感程度不一致，SP-80型乳化劑對(duì)浸泡溫度有較大的敏感性，隨著溫度的增加，其游離硝酸銨的析出量明顯增加，并呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，在第4 章中也證實(shí)了這一點(diǎn)；而采用高分子的聚異丁烯丁二酰亞胺乳化劑、聚異丁烯丁二酸醇胺乳化劑生產(chǎn)乳化基質(zhì)在不同溫度下，游離硝酸銨的析出量基本一致，對(duì)溫度的敏感性低。

6 結(jié) 論

（1）乳化炸藥基質(zhì)游離硝酸銨析出量與電導(dǎo)率之間呈現(xiàn)正比例關(guān)系，通過(guò)數(shù)據(jù)積累，可以得到游離硝酸銨析出量與電導(dǎo)率的函數(shù)關(guān)系。可通過(guò)電導(dǎo)率儀快速測(cè)試乳化炸藥基質(zhì)游離硝酸銨析出量。

（2）SP-80 型乳化劑生產(chǎn)乳化炸藥基質(zhì)對(duì)浸泡溫度有較大的敏感性，隨著溫度的增加，其游離硝酸銨的析出量明顯增加，并呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。同時(shí)敏化后的乳化基質(zhì)較敏化前的游離硝酸銨析出量更大。在實(shí)際的工作中，通過(guò)適當(dāng)提高浸泡的溫度，能更明顯地反映乳化炸藥基質(zhì)的乳化效果。

（3）SP-80 型乳化劑生產(chǎn)乳化炸藥游離硝酸銨的析出量隨溫度呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。同樣溫度變化下，高分子乳化劑聚異丁烯丁二酰亞胺乳化劑、聚異丁烯丁二酸醇胺乳化劑生產(chǎn)乳化炸藥基質(zhì)游離硝酸銨析出量基本不變。

（4）本課題仍有許多問(wèn)題值得進(jìn)一步研究，如游離硝酸銨的析出量與乳化炸藥的儲(chǔ)存期之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，高分子乳化劑生產(chǎn)的乳化基質(zhì)在更高的水溫浸泡下游離硝酸銨的析出情況等。