醇胺乳化剂的合成及其在乳化炸药中的应用*

采用聚异丁烯丁二酸酐分别与三乙醇胺和乙醇胺反应合成了两种醇胺乳化剂。用乳化剂制备了乳化基质,并测试了乳化基质的微观结构、黏度和储存稳定性。通过测定乳化剂在乳化炸药中的相容性及含醇胺乳化剂乳化炸药的爆轰性能,对它们在乳化炸药中的应用进行了研究。相比于失水山梨醇单油酸酯和聚异丁烯丁二酰亚胺类乳化剂,两种醇胺乳化剂均体现出较强的乳化能力,制备的乳化炸药具有更长的储存期。在两种醇胺乳化剂中,聚异丁烯丁二酸酐-三乙醇胺乳化剂显示了更强的乳化性能。     

聚异丁烯系列乳化剂的制备与应用研究

制备了聚异丁烯系列乳化剂,并系统研究了聚异丁烯系列乳化剂在不同类型乳化炸药中的应用效果。在现场混装乳化炸药中,聚异丁烯-醇胺乳化剂具有比聚异丁烯-酰胺乳化剂更好的应用效果。并且,其亲水基结构、疏水链长度和用量均对现场混装乳化炸药基质的流变性产生较大影响。当在聚异丁烯乳化剂中添加一部分小分子乳化剂后,所形成的乳化炸药基质黏度和储能模量有所提高,但是稳定性快速下降。然而,在包装乳化炸药中,聚异丁烯 酰胺乳化剂具有更好的应用效果。对于聚异丁烯 醇胺乳化剂而言,虽然所制备的乳化基质稳定性较好,但是用于化学敏化形成的包装乳化炸药时,其储存稳定性却下降显著。     

提高粉状乳化炸药储存稳定性的方法研究

文章探讨了不同添加剂对提高粉状乳化炸药储存稳定性的作用。试验发现,滑石粉可以有效地减少粉状乳化炸药的结块现象,提高储存稳定性。当粉状乳化炸药水分质量分数较低时,作为硝酸铵晶型抑制剂的硝酸钾能有效地抑制粉状乳化炸药的结块现象。采用聚异丁烯醇胺型乳化剂（PIBSA-TEA）能提高粉状乳化炸药的储存稳定性,如果将其和聚异丁烯丁二酰亚胺乳化剂（T152）复配使用效果更佳。在油相添加一定质量的松香能延长炸药储存期,但加入量太高,生产过程中脱水困难,效果下降。     

糠蜡型复合油相专用乳化剂的研制和应用

文章介绍了一种新型乳化剂的制备及其在乳化炸药中的应用。采用马来酸酐(MA)和Span80反应制备双子型非离子乳化剂MA-Span80,并与聚异丁烯双丁二酰亚胺(T152)以质量比11制备复合乳化剂,来研究糠蜡型复合油相专用乳化剂。用乳化剂与复合油相制备乳胶基质,测试乳胶基质的黏度和储存稳定性。通过测定MA-Span80及其复合乳化剂在乳化炸药中的爆轰性能,探讨其在乳化炸药中的应用。结果表明:相比于Span80乳化剂,MA-Span80及其复合乳化剂更适用于糠蜡型复合油相,制备的乳化炸药具有更长的储存期。     

乳化剂聚异丁烯丁二酸聚乙二醇酯的合成及其应用

以聚异丁烯丁二酸酐(PIBSA)、聚乙二醇(PEG)200为原料合成了可作为乳化炸药乳化剂的聚异丁烯丁二酸聚乙二醇酯。用红外光谱对产物进行结构表征;采用单因素变量法对影响反应的一系列条件(温度、催化剂、原料组成比例等)进行探索,确定合成聚异丁烯丁二酸聚乙二醇酯的最佳工艺条件。结果表明,采用酯化温度为190℃、酯化时间6 h、酯化催化剂2%(质量分数)NaHCO3为合成条件时,能够得到优良的聚异丁烯丁二酸聚乙二醇酯。该乳化剂的乳化力优于Span80,制备出的乳胶基质的热稳定性优于以Span80和T152作为乳化剂制备的乳胶基质。     

聚异丁烯丁二酸三乙醇胺酯的合成及应用研究

以聚异丁烯丁二酸酐和三乙醇胺为原料合成出一种新型乳化剂。通过红外检测,其具有1730 cm-1的酯键特征峰,表明所合成的乳化剂为酯型高分子乳化剂。该乳化剂具有明显降低油—水界面张力的能力,且比聚异丁烯丁二酰亚胺好。用新型乳化剂制备的乳化炸药,表现出良好的贮存稳定性,乳胶颗粒小而均匀,且爆速达5102m/s。此乳化剂还能作为分散剂有效地应用于润滑油,产物Ⅱ的低温分散性能(SDT)达80.5。     

几种高分子乳化剂在乳化炸药中的性能研究

选取几种不同性能指标的聚异丁烯丁二酰亚胺类高分子乳化剂,通过低剪切乳化、低浓度乳化(乳化剂质量占基质比:0.1%)测试了乳化剂的乳化能力;按照现场散装乳化炸药配方制备了乳化基质,通过动力黏度、自然储存、高低温循环、超声波法等评价了基质的基本性能,测定了乳化炸药的敏化速率和初始爆速。结果表明:EMU-3高分子乳化剂制备的乳化基质储存稳定性和抗颠簸性能好,基质黏度适中,敏化速率适宜,炸药爆速达4 436 m/s,适宜于现场散装乳化炸药的生产。     

几种高分子乳化剂在乳化炸药中的性能研究

选取几种不同性能指标的聚异丁烯丁二酰亚胺类高分子乳化剂,通过低剪切乳化、低浓度乳化(乳化剂质量占基质比:0.1%)测试了乳化剂的乳化能力;按照现场散装乳化炸药配方制备了乳化基质,通过动力黏度、自然储存、高低温循环、超声波法等评价了基质的基本性能,测定了乳化炸药的敏化速率和初始爆速。结果表明:EMU-3高分子乳化剂制备的乳化基质储存稳定性和抗颠簸性能好,基质黏度适中,敏化速率适宜,炸药爆速达4 436 m/s,适宜于现场散装乳化炸药的生产。     

一级乳化工艺制备长储存期乳化炸药的试验研究

研究了一级乳化工艺条件下,乳化剂种类、油相配方及不同乳化器对乳化炸药爆炸性能和储存稳定性的影响,采用高低温循环试验考察制备乳化炸药的储存稳定性。试验研究表明:一级乳化(CYJ型乳化器)时,LZ27011乳化剂制备的乳化炸药储存稳定性、爆炸性能和微观结构均优于S/T乳化剂制备的乳化炸药;乳化剂为LZ27011时,CYJ型乳化器较JWL-YR乳化器的乳化效果更好;乳化剂(Span80和LZ27011的质量比为0.51.5)和乳化器确定时,油相配比对乳化炸药的储存稳定性有显著的影响,当油相组成复合蜡和150SN的质量比为3.21.0时,所制得的乳化炸药经34个高低温循环后,爆炸性能仍符合标准要求。     

油水相界面张力对乳化炸药性能的影响

采用白金环法测定了乳化炸药复合油相与硝酸铵水溶液的界面张力,并研究了乳化剂质量分数、温度、分子结构和热值对油水相界面张力的影响以及界面张力对乳胶基质微观结构和储存稳定性的影响。结果表明,随着乳化剂质量分数的升高,界面张力先下降后保持恒定;随着温度升高,界面张力呈线性下降趋势;复合蜡组分的异构化烷烃含量越高,环状化合物越少,热值越低,油水相界面张力越低。随着界面张力和临界质量分数的降低,乳胶基质的粒径减小。乳胶基质的储存稳定性随着油相材料界面张力的降低而增强。     

工业硝酸铵添加剂对乳胶基质的影响

为了改善工业硝酸铵的吸湿结块性能,通常会加入添加剂(有机包覆剂或无机改性剂),而工业硝酸铵作为乳化炸药的主要原料,其添加剂对乳化炸药的制备和性能会产生影响。因此,分别对采用有机包覆剂蜡的泰国产工业硝酸铵和采用无机改性剂的俄罗斯产工业硝酸铵,开展了制备现场散装乳胶基质的工业试验。结果表明:两类工业硝酸铵均可作为乳化炸药原材料使用,但有机包覆剂会沉入水相罐底部或粘附在输送管道内壁,对水相和乳胶基质制备造成不利影响,因此需要在水相制备环节分离去除包覆剂蜡;硝酸镁、硝酸钙等无机改性剂对乳胶基质制备无影响,但生产的乳胶基质稳定性较差,通过调整乳化剂的种类和配比以及乳化器的转速可得到一定改进。     

工业硝酸铵添加剂对乳胶基质的影响

为了改善工业硝酸铵的吸湿结块性能,通常会加入添加剂(有机包覆剂或无机改性剂),而工业硝酸铵作为乳化炸药的主要原料,其添加剂对乳化炸药的制备和性能会产生影响。因此,分别对采用有机包覆剂蜡的泰国产工业硝酸铵和采用无机改性剂的俄罗斯产工业硝酸铵,开展了制备现场散装乳胶基质的工业试验。结果表明:两类工业硝酸铵均可作为乳化炸药原材料使用,但有机包覆剂会沉入水相罐底部或粘附在输送管道内壁,对水相和乳胶基质制备造成不利影响,因此需要在水相制备环节分离去除包覆剂蜡;硝酸镁、硝酸钙等无机改性剂对乳胶基质制备无影响,但生产的乳胶基质稳定性较差,通过调整乳化剂的种类和配比以及乳化器的转速可得到一定改进。     

关于乳化炸药油相材料的研究

文中介绍了几种油相材料在乳化炸药实际的生产应用中的试验结果.结果表明在乳化剂选定的情况下,首先要考虑油相材料的HLB值与乳化剂的HLB值匹配,以保证使用最少的乳化剂获得最佳的乳化效果;其次要有合适的粘度;再者要选择凝固点尽可能低的油相材料.     

表面活性剂浓度对乳胶基质平均粒径的影响和机理分析

乳胶基质内相液滴的平均粒径大小直接反映了可燃剂和氧化剂的混合均匀程度,是影响乳化炸药爆炸性能和稳定性能的重要因素。主要研究了油相中表面活性剂浓度对乳胶基质内相液滴平均粒径的影响。使用5种含有不同表面活性剂浓度的外相材料制备乳胶基质,并且使用激光粒度仪测试了所有样品的平均粒径。实验结果表明:油相材料中表面活性剂的浓度越大,则制备出的乳胶基质平均粒径越小。然后通过表面张力的理论分析和外相动力粘度的实验测试,进而分析出增加表面活性剂降低乳胶基质的平均粒径的机理:表面活性剂的增加导致了外相材料的动力粘度的增大,进而使乳胶基质平均粒径变小,和表面张力无关。     

乳化炸药的乳化剂界面活性研究

通过研究乳化剂对油水界面张力的影响，说明了界面活性对乳化炸药稳定性的影响，研究乳化剂的选择及其添加量的确定。无机盐对油水界面张力影响较小，但使ｃｍｃ值明显增大，从而使乳化剂用量增加。采用复合乳化剂，既具有同Ｓ８０一样良好的界面活性，同时利用高分子乳化剂形成复合体界面膜，提高乳化炸药的稳定性。