炸藥抗凍性，是指炸藥在低溫下不發生凍結或結構變形的性能。提高乳化炸藥抗凍性對冬季低溫高寒地區用戶的正常使用，具有十分重要的現實意義。
基本介紹
- 中文名：炸藥抗凍性
- 外文名：antifreezing property of explosive
- 時間：七十年代末
- 目的：低溫下不發生凍結或結構變形
- 適用：冬季低溫高寒地區
簡介,影響因素,方法,
簡介
乳化炸藥是我國從七十年代末發展起來的一類新型安全環保型工業炸藥，該炸藥具有爆炸性能優良、抗水性能好，生產工藝簡單，無污染等特點，是民爆行業鼓勵開發套用的品種。近十年來，乳化炸藥在我國已廣泛使用。但在新疆北部高寒地區由於冬季氣溫低於零下30度，用戶在進行爆破工程施工時，發現常規配方的乳化炸藥抗凍性差，低溫環境容易拒爆，必須採取回溫措施才能正常使用，給用戶方帶來極大地不便。可見，提高乳化炸藥抗凍性對冬季低溫高寒地區用戶的正常使用，具有十分重要的現實意義。
影響因素
就產品配方而言，乳化炸藥系由三相四組份組成，三相即水相、油相、氣相 ，四組份即氧化劑、還原劑、乳化劑、發泡劑。乳狀液是乳化炸藥的基礎，乳化炸藥的各種性能和影響因素都和乳狀液有關，乳狀液的穩定性是提高乳化炸藥抗凍性的關鍵。乳化炸藥在高寒地區表現出抗凍性差，直接反應了乳狀液不穩定的本質。影響乳化炸藥抗凍性的主要因素有水相氧化劑析晶、水分含量、油相材料和敏化工藝等幾個方面。
水相氧化劑析晶的影響
乳化炸藥水相無機鹽氧化劑過飽和水溶液 由水 、硝酸銨、硝酸鈉 、氯化鉀(煤礦型乳化炸藥添加)等組成。乳化炸藥水相的物理性質影響到乳膠基質的形成，對乳化炸藥分散相聚結產生顯著影響。乳化炸藥在冬季低溫儲存和使用過程中，硝酸銨晶體析出是導致乳化炸藥破乳失去爆炸性能的主要 因素之一。作為乳化炸藥內相的氧化劑過飽和水溶液 ，由於硝酸銨在水中溶解後的溫度梯度較大 ，當溫度發生變化時，特別是界面膜強度較低時，更容易產生析晶，界面膜逐漸發生形變和收縮直至破損，造成乳狀液體系不穩定，導致乳化炸藥的抗凍性變差，在低溫環境下不能正常爆轟。實踐表明，在保證炸藥爆炸性能和安全性的情況下，加入晶型改性劑，採用硝酸鈉、尿素等物質組成混合氧化劑，來降低硝酸銨的析晶點，提高溶液乃至整個體系的穩定性，有利於提高乳化炸藥抗凍性。採用混合氧化劑降低硝酸銨水溶液析晶點的原理，是利用硝酸銨與硝酸鈉、尿素等化合物形成低共熔點混合物，使硝酸銨水溶液的析晶點降低。同時尿素具有防凍劑功效，加入後賦予乳化炸藥抗低溫能力，使乳化炸藥在較低溫度下仍具有 8號工業雷管感度。試驗表明，尿素具有較強的降低硝酸銨水溶液的析晶點的能力，在乳化炸藥組分中加入尿素可增大硝酸銨的溶解度，同時與硝酸銨形成“固液溶液”，使晶格單元的移動性受到了限制。
水分含量的影響
乳化炸藥的組分中，水是不可缺少的主要成分，是溶解硝酸鹽的最好溶劑。乳化炸藥生產中如何確定合理的含水量，既不明顯降低能量，又能持久保持儲存、抗凍等穩定性能，是乳化炸藥研製與生產中一直高度重視的問題。我們知道，在一定的水分含量範圍內，乳化炸藥的穩定性隨著水分含量的增加而提高。這是因為含水量減小，乳膠體水相的析晶點上升，當析晶量達到一定量時就會破壞油膜 ，乳化炸藥穩定性降低；當含水量增加時，乳膠體水相的析晶點下降，不易析晶，穩定性提高。
油相材料的影響
(1)構成連續相。通過 自身的大分子長鏈結構，在乳化劑作用下，將分散相包覆起來 ，形成 W/O乳化液結構。
(2)作燃料可燃劑。乳化炸藥的W/O結構使氧化劑水溶液分散的很細而且均勻，同時，與油相材料呈準分子態緊密連線排布，有利於爆轟的激發和傳遞，以保證乳化炸藥具有最大能量；
(3)形成有一定強度的乳膠粒子的界面膜，這個膜應有一定的強度、厚度和韌性，其性能對乳化炸藥的抗凍性有重要影響。
敏化工藝的影響
2008年冬季新疆北方地區頻繁出現極端惡劣天氣 ，高寒地區用戶對乳化炸藥低溫受凍後拒爆(不採取回溫措施)反映較普遍 ，分析認為，敏化氣泡的部分喪失是乳化炸藥穩定性破壞的原因之一，乳化炸藥低溫受凍後拒爆主要是化學發泡敏化工藝引入氣泡時加入的外相水遇低溫結晶，刺破界面膜導致部分氣泡喪失。在新疆地區採用化學敏化方式生產乳化炸藥，應考慮冬季低溫因素。為此我們更換了新式乳化敏化機，採用雙軸對輥 (轉速可調 )、間斷式螺旋葉片送料結構，物料混合時間延長了 50%，實現均勻混拌和均勻送料。同時調整化學敏化工藝參數，生產中嚴格控制發泡劑的加入量和敏化溫度，以保證低溫、快速發泡，有效避免後效作用，同時採用複合敏化方法提高乳化炸藥的抗凍性。
方法
(1)減少水相氧化劑析晶的影響，可加入適當的晶型改性劑，採用如尿素等物質組成混合氧化劑的方法，來降低硝酸銨的析晶點，提高溶液乃至整個體系的穩定性，有利於提高乳化炸藥抗凍性。
(2)適當的含水量可以提高乳化炸藥的穩定性 ，實驗表明，產品配方中的含水量 13%左右的乳化炸藥抗凍性較好。
(3)選擇適當的油相材料使乳膠基質粘度增加，對一定的乳化炸藥配方體系，可以通過調整油相，增加油膜的韌性、強度和厚度來提高乳化炸藥的抗凍性。
