李永信
摘 要:隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展,在許多大規(guī)模的安全生產當中,急需高質量的工業(yè)炸藥投入其中,從而助推了工業(yè)炸藥種類與性能的不斷升級與進步,其中具有代表性的要屬乳化炸藥為例。不同生產企業(yè)所用于生產乳化炸藥的設備、工藝以及管理都會在一定程度上影響乳化炸藥的穩(wěn)定性,其中油相材料對于乳化炸藥性能的穩(wěn)定性有著較為明顯的影響,文章將主要針對油相材料對乳化炸藥穩(wěn)定性的影響因素與具體影響內容進行深入分析。
關鍵詞:油相材料;乳化炸藥;穩(wěn)定性;影響
油相材料作為乳化炸藥體系中的重要構成,是氧化劑溶液微粒的有效載體,因此,油相材料質量與性能的優(yōu)劣、選擇方法的科學與否都會對乳化炸藥的熱穩(wěn)定性造成直接的影響。
1 原理分析
油相材料對于乳化炸藥而言,在燃燒起爆、穩(wěn)定儲存與抗水方面發(fā)揮著重要作用,其作用原理主要表現(xiàn)在包裹作用方面,也即是在分散相狀態(tài)下的氧化劑溶液微粒在凝聚方面有著不利影響,倘若外界溫度升高或受到猛烈撞擊,乳化炸藥則會表現(xiàn)出極強的不穩(wěn)定性,導致爆炸問題發(fā)生,對生產運輸人員的生命安全造成威脅[1]。因此在乳化炸藥體系中加入油相材料,利用油相材料的分子鍵作用,依照相對應的乳化機械要求予以剪切,保證分散相的氧化劑溶液與油相材料相融合,形成外層為油相材料,內層為氧化劑溶液的物質,該種物質溶液有著非常穩(wěn)定的性能。
2 油相材料影響乳化炸藥穩(wěn)定性的主要因素
油相材料對乳化炸藥的性能與穩(wěn)定性造成影響的主要因素,包括如下幾個主要方面:
(1)含油量
一般來講,在其他物理條件與化學條件不變的基礎上,含油量越高,乳化炸藥的爆轟速度與激烈程度會越低。此外,如果油相材料的含油量過高,對于乳化炸藥爆炸、貯存的穩(wěn)定性與擴散系數都會帶來非常負面的影響。
(2)HLB數值
就對于乳化炸藥性能穩(wěn)定性的影響而言,HLB值同樣是一個非常重要的因素。通常來講,HLB數值指的是親水-親油的平衡值,其數值越大,也即表明油相材料的親水性更好;同理說明,HLB數值越小,油相材料的親油性則更好。據大量的科學研究數據表明,當乳化炸藥的HLB數值在3~5之間時,表明其乳化劑處在最佳狀態(tài),且極大程度上提升了乳化炸藥的工作性能,同時大大延長了乳化炸藥的存儲時間,有效抑制了分層與破乳現(xiàn)象的發(fā)生。
(3)粘度
作為影響乳化炸藥性能穩(wěn)定性的重要因素,油相材料的粘度同樣不容忽視,通常來講,油相材料的粘度越高,其爆炸速度與猛烈程度也會成正比增加,同時,分解膜的強度也會進一步提升,正因為這些特性有效地避免了乳化炸藥存貯當中破乳現(xiàn)象的發(fā)生。不過值得注意的是,油相材料粘度過高,乳化炸藥的存貯保質期會有所下降,由此可見,油相材料粘度的合理選用,對于乳化炸藥性能穩(wěn)定性的影響有好有壞。
(4)熔點
油相材料的熔點同樣是影響乳化炸藥性能穩(wěn)定性的重要因素,熔點的提高能進一步提升乳化炸藥的猛烈程度與爆炸速度,炸藥爆破的擴散性也會有明顯的提升,在一定程度上提高了乳化炸藥的性能。
3 油相材料對乳化炸藥造成影響的具體內容
(1)儲存穩(wěn)定性
在油相材料對乳化炸藥穩(wěn)定性的各項影響當中,儲存穩(wěn)定性是其中最為重要的一項。在這一類油包水體系當中,其內層氧化劑溶液與外層油相材料之間會有密切的接觸,不管是生產還是運輸過程中,外界的震動都會造成兩種材料的劇烈摩擦,倘若在不斷的摩擦當中油相材料的韌性不足或穩(wěn)定性不佳,其分子結構極易遭受破壞,對乳化炸藥的質量造成不利的影響[2]。此外,在生產實踐當中,油相材料對于乳化炸藥安全儲存同樣十分重要,部分生產企業(yè)的乳化炸藥在經過了一段時間的儲存之后,一部分乳化炸藥會發(fā)生出乳現(xiàn)象,嚴重時還會存在無法成功起爆的質量問題。究其原因,最重要的影響因素在于油相材料的本身質量方面,由于不同生產供應商所提供的油相材料質量參差不齊,穩(wěn)定性方面也有較大的差異,這對于乳化炸藥的穩(wěn)定性也就造成了直接的影響。不同的油相材料對于乳化炸藥的儲存穩(wěn)定性有著不同的影響,詳情可見表1,從表格中的數據進行分析,最終可選擇2號油相材料作為乳化炸藥生產用料,其完全能夠滿足乳化炸藥儲存的安全需求。
(2)分層
在油相材料的作用之下,乳化液原本呈現(xiàn)出的分散相會轉變?yōu)檫B續(xù)相,均勻地分布在媒介當中,然而在外界作用的影響下,所表現(xiàn)的連續(xù)相非常容易產生破壞,其原來的乳化液會分為上下兩層,并且有一定的沉淀性,其分散性在上下兩層乳化液中也有不同的表現(xiàn)。這種分層現(xiàn)象的出現(xiàn),主要原因是由于溶液內部分子具有透膜流動性,其溶液會透過中間隔膜發(fā)生運動,不過分解膜不會產生破裂,這和破乳有著直接的區(qū)別。其中,乳化液中液珠微粒的移動速度與微粒體積大小呈正比例關系,與數量呈反比關系。分散相液珠越大,分層則會更容易產生,進而造成乳化液出現(xiàn)破乳現(xiàn)象。
(3)破乳
在外界因素的影響之下,乳液分散相與連續(xù)相的相對位置在持續(xù)變化當中。分散相的微粒會直接穿透揭面膜的薄弱處,進而匯集。同時,不同分散相液珠會相對獨立存在,這種可逆性的過程不會導致乳化炸藥破乳現(xiàn)象發(fā)生[3]。乳液破乳則是指乳化液遭受完全破壞的現(xiàn)象,這種情況一般發(fā)生在分散相的小液粒數量不斷減少,進而匯集成大水滴,由于機械振動與熱輻射效應會造成液珠從乳液薄弱處開始形成孔洞,當孔洞逐漸增大,界面膜會完全劈破裂,也就致使乳化炸藥的爆炸性能完全喪失。在破乳過程中,由于凝聚力的影響,氧化劑結晶會進一步變形收縮,界面膜強度提升,液滴匯聚遭受的電阻也會增大,乳液系統(tǒng)則會趨向穩(wěn)定。
4 結論
總而言之,對于乳化炸藥的性能與穩(wěn)定性而言,油相材料的質量、配比與技術指標都會對其產生直接影響,為進一步提升乳化炸藥的穩(wěn)定性,要盡量防止乳化炸藥在實際使用與儲存當中出現(xiàn)破乳或起爆失敗等狀況,在此筆者認為:①為促使溶液乳化效果達到最佳水平,HLB值應選用3~5。②結合實際情況去選擇油相材料的粘度、熔點與含油量。③在油相材料的生產當中,要保證管理方法的科學性,對質量嚴格把控,切不可選用非正規(guī)廠家生產的油相材料。endprint