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摘要：针对装药时间和装药方式对化学敏化过程中微小气泡成长及破坏的影响，本文从乳化炸药复合蜡运动黏度、滴点两个方面进行研究，通过试验确定了复合蜡运动黏度、滴点对中、低温化学敏化过程中气泡成长及气泡的稳定性有着重要的影响，并得到了较为适宜的复合蜡运动黏度、滴点参数，从而有利于提高乳化炸药中、低温化学敏化质量。
关键词：乳化炸药 复合蜡 爆轰感度 运动黏度 滴点
中图分类号：TK421 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-415-02
引言
乳化炸药是含水量大，本质相对安全，也是行业主管部门极力推荐的工业炸药。目前，乳化炸药的敏化方式主要有物理敏化、化学敏化及复合敏化三种[1]。物理敏化是采用夹带气体固体微粒的珍珠岩、空心树脂微球、空心玻璃微球等作为固体载气物，这种敏化方式工艺简单[2]，但生产出的乳化炸药成本高、爆速低、感度衰减快，药体对装药设备磨损严重；化学敏化一般是使用亚硝酸钠并加入磷酸、磷酸盐等作为促进剂或发泡助剂的敏化方式。化学敏化成本低、爆轰感度衰减慢、爆速高[3]，药体对装药设备几乎没有磨损，但是生产工艺控制较难，特别是产品的后效会对产品质量产生很大影响；复合敏化是化学敏化与物理敏化的结合[4]，性能吸收了物理、化学敏化的优点，性能比较稳定可靠，但是工艺相对较复杂，成本相对还是较高，对装药设备仍有较大磨损。因此，很多生产厂家从节约生产成本和减少乳化炸药对装药设备的磨损考虑，均会采用化学敏化的方式来生产乳化炸药。然而，在现有的中低温化学敏化生产技术中，需要生产厂家具有一定的工艺技术能力，如果生产工艺技术能力较差就会影响到化学敏化的质量，进而影响到乳化炸药的质量，因此，采用化学敏化方式生产乳化炸药必须拥有良好的工艺技术能力和熟练的化学敏化生产技术。
影响中低温敏化质量的因素很多，很多专家、学者从敏化剂配方、用量、发泡温度、装药机等方面去做研究，同时也取得了可喜的成果。但较少关注复合蜡性能特点对中低温化学敏化过程的影响[5]，本文通过在复合蜡中加入石蜡和微晶蜡调整其运动黏度和滴点来研究其对中低温化学敏化过程的影响。
1 试验部分
1.1试验样准备
选择A厂家生产复合蜡作为试验载体，其复合蜡主要指标如表1所示。
以A厂家生产的复合蜡为载体加入不同比例的石蜡和微晶蜡进行试验，其具体添加比例如表2、表3所示。
1.2试验条件
试验过程中水相配比、乳化剂含量、炸药敏化后保存条件均不变，基质敏化出药温度控制在工艺要求范围47～52℃进行试验。
1 结果与讨论
2.1测试结果
按照表2、表3的复合蜡配比进行试验，测定其敏化后一定时间段内试验样的殉爆与传爆情况。其中，编号1至5的复合蜡配比分别对应表2中编号1至5；编号6至10的复合蜡配比分别对应表3中编号1至5。作殉爆测试时主爆药和被爆药量均为150g/条；作传爆测试时主爆药和被爆药量均为300g/条，试验结果见表4。
2.2复合蜡运动黏度、滴点对化学敏化气泡生成的影响
为了研究复合蜡运动黏度、滴点对敏化气泡生成的影响，笔者按表4中的10组数据顺序同步测试了敏化出药到装药前20分钟密度变化情况，测试结果如表5所示。
由表5可见，基质敏化出药后密度整体上随时间延长而变小，但随着蜡含量的增加，炸药密度变化较小；同时，加入不同比例的低滴点石蜡与高滴点微晶蜡炸药密度也不太一样，低滴点石蜡敏化出药基质密度变化比高滴点蜡微晶蜡大。
通常情况下，基质温度接近或低于敏化温度（52℃）时，基质的粘稠度随着复合油相蜡含量及高滴点蜡含量的增加而增加[6]。因此，敏化温度以下黏度大、滴点高的复合蜡包覆形成的乳胶基质流动性差，不利于敏化劑的充分扩散，易形成较大的无效气泡[6]，但是如果黏度太小，基质中的微小气泡流动性又太好，又易使气泡聚集形成无效的大气泡。因此不难得出低滴点石蜡敏化出药基质密度变化相比高滴点蜡微晶蜡较大的原因。这也正是复合蜡运动黏度和滴点对敏化气泡生成有重要影响的原因所在。
2.3 复合蜡运动黏度、滴点对化学敏化气泡稳定性的影响
从第2.2节叙述中可知，复合蜡运动黏度、滴点对敏化气泡产生质量有较大影响。现将2#和8#样进行气泡成长过程进行追踪试验，在装药后的3小时和24小时后对试验样做显微镜分析，根据显微镜软件测试数据，数据见表6、表7和图1、图2。
由2#和8#样气泡成长跟踪试验可知，2#样的气泡在3小时和24小时前后气泡数量及大小均发生较大变化，而8#样却有所不同，微气泡在3小时和24小时前后微气泡的数量和大小几乎没有什么变化。同时观察发现，8#样气泡成长的时间集中在装药后的3小时之内。由此不难判断，微小气泡在基质中的流动是主因。因此，复合蜡的运动黏度和滴点对气泡的稳定性有较大影响[7]。在基质温度低于敏化温度（52℃）时，复合蜡滴点越高其基质固化时间相对较短，在相同的时间内，基质的流动性较差，敏化的微小气泡集聚难度加大[8]。因此，复合蜡黏度、滴点对微气泡稳定性有很大影响。
2.2.4复合蜡运动黏度、滴点对微气泡在爆轰波传播过程中稳定的影响
表4可以看出，9#和10#样在主爆药和被爆药都是150 g/条时，殉爆达到6cm或者7cm，但在做药卷单条300g/条做传爆试验时出现熄爆现象。这说明爆轰感度的传爆影响或者破坏炸药里面的微小气泡。通过分析得到，复合蜡黏度高对微小气泡的储存稳定性和固化性都有好处，但是当复合蜡滴点过高时，基质硬度大，而爆轰波在药卷中的传播是对后端药卷的压缩过程[9]，药卷中的微气泡却因基质硬度大、粘稠度高不易移动，在爆轰波在药卷中易受到挤压而破坏[10]。最终影响炸药的感度，以致产生熄爆现象。
3 结论
1）高运动黏度、滴点的复合蜡对中低温化学敏化微气泡稳定性和储存都有的好处，同时，运动黏度和滴点参数的选择会直接影响到微气泡的生成质量。
2）试验表明，爆轰波传播过程中复合蜡运动黏度、滴点对微气泡在稳定有较大影响，选择适宜的运动黏度和滴点可以减小爆轰波对炸药药体内微气泡的破坏。
参考文献
[1]吕春绪.乳化炸药 [M] .北京：冶金工业出版社，2008：105-115.
[2]孟自力.空心玻璃微珠在乳化炸药中的应用[J].爆破器材，1999，22（6）：497-500.
[3]杨长青，王会有.浅谈影响乳胶基质物理敏化密度的因素[J].爆破器材，2011，40（2）：20-22.
[4]王尹军，李玉景，甘德淮.复合敏化乳化炸药的压力减敏[J].爆炸与冲击，2010，30（5）：308-312.
[5]刘桢昊.关于乳化炸药油相材料的研究[J].爆破器材，2011，35（2）：8-9.
[6]谢永祥，韩承坤，郭洋.H发泡剂和亚硝酸钠发泡剂的应用[J].爆破器材，2005，34（4）：10-11.
[7]陈银良.影响乳化炸药稳定性的因素分析[J].爆破器材，2011，40（2）：17-19.
[8]苏明阳.双螺杆泵型灌装设备对膜装乳化炸药特征的影响[J].工程爆破，2010，16（2）：79-82.
[9]黄寅生.炸药理论 [M] .北京：兵器工业出版社，2010：92-95.
[10]王尹军，黄文尧，王旭光.乳化炸药压力减敏作用与敏化气泡含量的关系[J].爆破器材，2005，34（6）：13-16.
作者简介：
俞蓉（1967～），女，工程师，主要从事工业炸药生产工艺运用及研究。
通讯作者：龙明喜，男，工程师，主要从事工业炸药生产工艺运用及研究。
关键词：乳化炸药 复合蜡 爆轰感度 运动黏度 滴点
中图分类号：TK421 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-415-02
引言
乳化炸药是含水量大，本质相对安全，也是行业主管部门极力推荐的工业炸药。目前，乳化炸药的敏化方式主要有物理敏化、化学敏化及复合敏化三种[1]。物理敏化是采用夹带气体固体微粒的珍珠岩、空心树脂微球、空心玻璃微球等作为固体载气物，这种敏化方式工艺简单[2]，但生产出的乳化炸药成本高、爆速低、感度衰减快，药体对装药设备磨损严重；化学敏化一般是使用亚硝酸钠并加入磷酸、磷酸盐等作为促进剂或发泡助剂的敏化方式。化学敏化成本低、爆轰感度衰减慢、爆速高[3]，药体对装药设备几乎没有磨损，但是生产工艺控制较难，特别是产品的后效会对产品质量产生很大影响；复合敏化是化学敏化与物理敏化的结合[4]，性能吸收了物理、化学敏化的优点，性能比较稳定可靠，但是工艺相对较复杂，成本相对还是较高，对装药设备仍有较大磨损。因此，很多生产厂家从节约生产成本和减少乳化炸药对装药设备的磨损考虑，均会采用化学敏化的方式来生产乳化炸药。然而，在现有的中低温化学敏化生产技术中，需要生产厂家具有一定的工艺技术能力，如果生产工艺技术能力较差就会影响到化学敏化的质量，进而影响到乳化炸药的质量，因此，采用化学敏化方式生产乳化炸药必须拥有良好的工艺技术能力和熟练的化学敏化生产技术。
影响中低温敏化质量的因素很多，很多专家、学者从敏化剂配方、用量、发泡温度、装药机等方面去做研究，同时也取得了可喜的成果。但较少关注复合蜡性能特点对中低温化学敏化过程的影响[5]，本文通过在复合蜡中加入石蜡和微晶蜡调整其运动黏度和滴点来研究其对中低温化学敏化过程的影响。
1 试验部分
1.1试验样准备
选择A厂家生产复合蜡作为试验载体，其复合蜡主要指标如表1所示。
以A厂家生产的复合蜡为载体加入不同比例的石蜡和微晶蜡进行试验，其具体添加比例如表2、表3所示。
1.2试验条件
试验过程中水相配比、乳化剂含量、炸药敏化后保存条件均不变，基质敏化出药温度控制在工艺要求范围47～52℃进行试验。
1 结果与讨论
2.1测试结果
按照表2、表3的复合蜡配比进行试验，测定其敏化后一定时间段内试验样的殉爆与传爆情况。其中，编号1至5的复合蜡配比分别对应表2中编号1至5；编号6至10的复合蜡配比分别对应表3中编号1至5。作殉爆测试时主爆药和被爆药量均为150g/条；作传爆测试时主爆药和被爆药量均为300g/条，试验结果见表4。
2.2复合蜡运动黏度、滴点对化学敏化气泡生成的影响
为了研究复合蜡运动黏度、滴点对敏化气泡生成的影响，笔者按表4中的10组数据顺序同步测试了敏化出药到装药前20分钟密度变化情况，测试结果如表5所示。
由表5可见，基质敏化出药后密度整体上随时间延长而变小，但随着蜡含量的增加，炸药密度变化较小；同时，加入不同比例的低滴点石蜡与高滴点微晶蜡炸药密度也不太一样，低滴点石蜡敏化出药基质密度变化比高滴点蜡微晶蜡大。
通常情况下，基质温度接近或低于敏化温度（52℃）时，基质的粘稠度随着复合油相蜡含量及高滴点蜡含量的增加而增加[6]。因此，敏化温度以下黏度大、滴点高的复合蜡包覆形成的乳胶基质流动性差，不利于敏化劑的充分扩散，易形成较大的无效气泡[6]，但是如果黏度太小，基质中的微小气泡流动性又太好，又易使气泡聚集形成无效的大气泡。因此不难得出低滴点石蜡敏化出药基质密度变化相比高滴点蜡微晶蜡较大的原因。这也正是复合蜡运动黏度和滴点对敏化气泡生成有重要影响的原因所在。
2.3 复合蜡运动黏度、滴点对化学敏化气泡稳定性的影响
从第2.2节叙述中可知，复合蜡运动黏度、滴点对敏化气泡产生质量有较大影响。现将2#和8#样进行气泡成长过程进行追踪试验，在装药后的3小时和24小时后对试验样做显微镜分析，根据显微镜软件测试数据，数据见表6、表7和图1、图2。
由2#和8#样气泡成长跟踪试验可知，2#样的气泡在3小时和24小时前后气泡数量及大小均发生较大变化，而8#样却有所不同，微气泡在3小时和24小时前后微气泡的数量和大小几乎没有什么变化。同时观察发现，8#样气泡成长的时间集中在装药后的3小时之内。由此不难判断，微小气泡在基质中的流动是主因。因此，复合蜡的运动黏度和滴点对气泡的稳定性有较大影响[7]。在基质温度低于敏化温度（52℃）时，复合蜡滴点越高其基质固化时间相对较短，在相同的时间内，基质的流动性较差，敏化的微小气泡集聚难度加大[8]。因此，复合蜡黏度、滴点对微气泡稳定性有很大影响。
2.2.4复合蜡运动黏度、滴点对微气泡在爆轰波传播过程中稳定的影响
表4可以看出，9#和10#样在主爆药和被爆药都是150 g/条时，殉爆达到6cm或者7cm，但在做药卷单条300g/条做传爆试验时出现熄爆现象。这说明爆轰感度的传爆影响或者破坏炸药里面的微小气泡。通过分析得到，复合蜡黏度高对微小气泡的储存稳定性和固化性都有好处，但是当复合蜡滴点过高时，基质硬度大，而爆轰波在药卷中的传播是对后端药卷的压缩过程[9]，药卷中的微气泡却因基质硬度大、粘稠度高不易移动，在爆轰波在药卷中易受到挤压而破坏[10]。最终影响炸药的感度，以致产生熄爆现象。
3 结论
1）高运动黏度、滴点的复合蜡对中低温化学敏化微气泡稳定性和储存都有的好处，同时，运动黏度和滴点参数的选择会直接影响到微气泡的生成质量。
2）试验表明，爆轰波传播过程中复合蜡运动黏度、滴点对微气泡在稳定有较大影响，选择适宜的运动黏度和滴点可以减小爆轰波对炸药药体内微气泡的破坏。
参考文献
[1]吕春绪.乳化炸药 [M] .北京：冶金工业出版社，2008：105-115.
[2]孟自力.空心玻璃微珠在乳化炸药中的应用[J].爆破器材，1999，22（6）：497-500.
[3]杨长青，王会有.浅谈影响乳胶基质物理敏化密度的因素[J].爆破器材，2011，40（2）：20-22.
[4]王尹军，李玉景，甘德淮.复合敏化乳化炸药的压力减敏[J].爆炸与冲击，2010，30（5）：308-312.
[5]刘桢昊.关于乳化炸药油相材料的研究[J].爆破器材，2011，35（2）：8-9.
[6]谢永祥，韩承坤，郭洋.H发泡剂和亚硝酸钠发泡剂的应用[J].爆破器材，2005，34（4）：10-11.
[7]陈银良.影响乳化炸药稳定性的因素分析[J].爆破器材，2011，40（2）：17-19.
[8]苏明阳.双螺杆泵型灌装设备对膜装乳化炸药特征的影响[J].工程爆破，2010，16（2）：79-82.
[9]黄寅生.炸药理论 [M] .北京：兵器工业出版社，2010：92-95.
[10]王尹军，黄文尧，王旭光.乳化炸药压力减敏作用与敏化气泡含量的关系[J].爆破器材，2005，34（6）：13-16.
作者简介：
俞蓉（1967～），女，工程师，主要从事工业炸药生产工艺运用及研究。
通讯作者：龙明喜，男，工程师，主要从事工业炸药生产工艺运用及研究。