影响炸药性能的因素分析

摘 要：当前，我国的炸药厂生产的乳化炸药基本都是利用乳化剂、油、蜡或复合蜡与水相乳化而制作，乳化剂和油、蜡混合为一体的复合剂在市场上很难见到。由于炸药生产厂家的机械设备，以及工艺的不同，使得其生产的乳化剂和复合蜡质量也不一样，进而导致炸药产品的质量存在很大的差异。炸药厂的配方众多，好坏并存，对乳化炸药的生产和发展极为不利，因此，加大对乳化炸药性能的影响因素分析，对于促进炸药的安全性和爆炸性，促进炸药性能的完善，具有重要的意义。本文以乳化炸药为例，探讨了微观结构、水相材料、乳化剂的组成、油相用量，以及敏化等对乳化炸药性能的影响。

关键词：炸药性能 因素 微观结构 乳化剂

随着我国科学的的发展，技术水平的提高，对炸药相关的研究也越来越多。最为一种具有危险特性的物品，炸药属于违禁品，在日常的生活中不容易见到，多用于工业、军事以及矿山的开采和挖掘隧道等。炸药性能的好坏对于使用的效果具有非常重要的影响，因此，做好对炸药性能影响因素的分析，对于确保炸药性能的良好具有重要的作用。

一、微观结构对炸药性能的影响

炸药的安全性与爆破性是炸药性能中两个非常重要的方面，通过对炸药的研究，很多人发现炸药的微观结构对于炸药的爆破性和安全性都具有重要的影响，是影响炸药性能的重要因素。通过对炸药的微观结构方面进行调整可以优化炸药的爆破性和安全性，通过在炸药能量不降低的情况下对炸药的微观结构进行研究，可以使炸药的冲击波敏感性以及炸药的机械敏感度降低，从而使炸药达到最优的使用效果。

二、乳化剂组成对乳化炸药性能的影响

乳化炸药是一种油包水（W/O）乳胶型的抗水工业炸药。它是由水溶液（硝酸铵和硝酸钠氧化剂组成）和油相物质（与碳质燃料可燃剂）在乳化剂机械作用下经敏化剂敏化而形成。生产中的原材料，生产的工艺过程和环境等方面都对乳化炸药的稳定性具有重要的影响。例如，受以上因素的影响，会使乳化炸药发生分层、破乳、变形，甚至丧失爆破的能力，因此这些因素对乳化炸药的性能具有直接的影响作用，所以对乳化炸药性能的各个影响因素进行分析，对于确保其良好的安全效果和爆炸性能具有非常重要的意义。

在乳化炸药生产过程中，最关键的组成部分之一就是乳化剂，它可以起到降低整个体系自由能，提升界面膜强度和致密性的作用，通常占整个体系的2-3%。乳化剂的好坏对于乳化后的基质具有较大的影响。假如乳化后的基质呈现出较高的透明度，则表示基质粒径很小；当基质呈现出不透明或半透明状态，甚至泛白状态时，则表示基质的粒径很大，这就容易导致油膜破裂而造成破乳。在生产过程中，如果基质呈现出比较稀、不透明的状态，那样生产出来的乳化炸药就会出现药态较软的现象，虽然这样有利于装药，但是这样的炸药性能较差并且贮存期较短；如果基质呈现出比较粘稠的状态，乳化机械系统的一级和二级乳化之间物料管道压力升高，就会导致安全隐患。

三、水相材料的影响

在水相材料中，包含一定数量的硝酸钠，对于高炸药的爆炸性能的提升和贮存期的稳定性具有重要作用。在乳化炸药生产过程中，加入适当比例的硝酸钠，由于硝酸钠中含有丰富的氧，能够促进炸药的氧平衡，有主语爆炸反应的完全实现，对于改善炸药性能具有很大的影响，但是同时爆炸后生成的固体产物和爆生气体较少，因而导致爆生气体作功贡献降低。而用硝铵代替硝钠，就会使制造水相溶液的温度升高，导致乳化基质的外观发生变化，造成炸药爆速降低。

四、油相用量的影响

油相材料的添加量对炸药的稳定性能具有较大的影响。在W /O型溶液中，油相材料作为连续相形成胶体，对乳化炸药的性能造成如下方面的影响。首先，它在乳化剂作用下，利用自身的大分子长键结构，将分散相覆盖起来，构成W /O乳化液结构，形成连续相。其次，乳化炸药具有的W /O结构，可以使氧化剂水溶液分散得均匀且细，并且其与油相材料呈准分子状态紧密联接时，有加速爆轰的激发和传递的功效，可用作燃烧剂。再次，油相材料能够把氧化剂的水溶液分散包裹在其中，避免液-液分层，又抑制住了外部水的进入，具有较好的抗水性。最后，乳化炸药W /O体系中，由于粒子间的连续相产生的滑动接触、阻力减小和韧性增大分不开，使得乳化炸药的机械感度非常低，从而具有较好的安定性。

对于同一种乳化剂而言，油相材料达到一定比例时，炸药贮存稳定性和性能才能达到最好。将其放置六个月后，其爆速和猛度都不会呈现显著降低；减少油相材料的比例则会对炸药的稳定性能造成巨大影响，而导致炸药的贮存时间变短，爆速和猛度也呈现明显下降趋势；但增加油相材料的比例则会导致乳化不充分，而使得炸药的性能下降。因此，油相和乳化剂的比保证在2左右时，炸药的性能达到最佳的理想状态，因为乳化剂和油相种类存在差异，因此具体的比值也会有所改变。

五、敏化温度对乳化炸药性能的影响

在乳化基质一样的状态下，敏化温度会在一个最佳温度范围内，在这个最佳的温度范围内，乳胶基质的黏度适中，有助于基质敏化气泡的均匀分散，所以乳化炸药的爆炸性能和稳定性能都呈现较好转台。而在乳化炸药的储存期中，乳化敏化后产生的气泡就会逐渐减少甚至消失，这样就使得炸药的储存性能受到直接影响。气泡表面黏度决定了气泡的稳定性，对乳胶基质而言，当温度升高时，乳化基质的黏度降低，敏化剂分解就会加快，这就很容易产生大气泡或者由于气泡逃逸而使得敏化的效果不均衡，导致乳化炸药的稳定性和爆炸性能较差。在低温条件下，乳胶基质由于基质的粘度较大，这时就不利于气泡的形成和均匀分散，而易产生发泡的后效问题，这时如果加入敏化剂就不会起到均匀的效果，反而对敏化效果产生不良的影响，因此此时生产的乳化炸药的爆炸性能及稳定性都相对较差。

因为采用珍珠岩物理敏化时，会使得产品呈现出质量稳定、易装药，以及药体成形好等特点，因此在生产中敏化时加入珍珠岩，并调整珍珠岩的加入量，得到了广泛的应用。从表1中我们可以看出，珍珠岩的密度在45～55 kg/m3之间时，炸药的综合性能最好，此外，珍珠岩加入量的多少也会对炸药的性能产生影响。在在每吨炸药中加入约37. 8 kg的珍珠岩，乳化炸药的综合性能达到最佳状态。

总之，只要对炸药性能的影响因素进行较好的分析，才能更好的了解和熟悉炸药的性能，从而确保其具有良好的安全效果和爆炸性能。

参考文献

[1] 祁忠清.影响乳化炸药性能的因素分析[J]. 企业技术开发，2013，（3）

[2] 陈协成.炸药微观结构对性能的影响研究[J].科技与企业，2013，（24）