乳化炸药是一种新型的抗水工业炸药，它不仅具有良好的爆炸性能，而且具有原料来源广泛、加工简单、无“三废”等优点，因此受到人们的广泛重视。然而，60年代末出现的乳化炸药与50年代初问世的铵油炸药相比，应用于生产的深度和广度远不如铵油炸药，其原因除了乳化炸药成本高于一般的铵油炸药外，还与乳化炸药在贮存过程中，随着贮存时间的增长炸药的爆炸性能急剧降低有关，一般乳化炸药爆炸性能的有效期，只能保持2~3个月，超过3个月后爆炸性能就迅速降低。国内几个主要系列乳化炸药贮存期与炸药爆速关系，列于表 1。

表  1  乳化炸药贮存期与爆速关系

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从表 1可见，炸药贮存3个月后，爆速一般降低10~18%左右，贮存4个月后，爆速降低20~25%, 贮存6个月后，爆速降低35%以上，大多数炸药只能保留雷管感度。所以乳化炸药作为一种商品炸药来说贮存期就显得过短。如何提高乳化炸药忙存的稳定性，是目前研究乳化炸药的一个重要课题，也是决定乳化炸药是否具有强大生命力的一个关键。下面就有关这一问题谈几点看法。

一   影响乳化炸药贮存稳定性因素

众所周知，乳化炸药是通过乳化剂的乳化作用，使原来互不相溶的油、水两类物质，在大景含氧酸无机盐（称之为分散相或水相）的存在下，形成一种互溶的混合物。由此可见，乳化炸药的贮存稳定性，主要取决于乳化剂吸附分散相液滴的能力及其坚固程度，吸附得越牢，乳化炸药稳定性就越好。反之，稳定性就越差。而乳化剂吸附的程度又与乳化剂用量、乳化剂亲水性大小（HLB值）、分散相浓度和组成、油相物料组成和搅拌强度等因素有关。

一   乳化剂的HLB值影响

乳化剂是同时具有亲油性基团（通常是一个长链烷基或脂肪和芳香族碳氢基团）和亲水性基团（通常是易溶于水或容易被水所润湿原子团，一般为羰基〔COOH〕、羟基〔OH〕、酯基〔RCOOR〕）等的一种化合物。为了衡量乳化剂的亲水性大小，美国阿特拉斯（Atlas）研究机构创立了HLB值，即亲僧平衡值来表示乳化剂的亲水性。其计算公式为：

上述计算式表明，亲水基越多，则HLB值就越大。反之，乳化剂的碳链越长，HLB值就越小，水溶性就越差。如十八烷基就比十二烷基难溶于水。上述还说明，完全没有亲水性基团的石腊，其HLB值等于零，而完全由亲水性基团组成的聚乙二醇，其HLB值等于20, 所以一般乳化剂的HLB值介于0~20之间。但作为制备乳化炸药的乳化剂，HLB值到底多大合适呢？我们曾就此问题，做过S—80和T—60两种乳化剂的对比试验，结果表明，在乳化温度为60~85℃, 乳化剂和其他组分用量相同条件下，S—80能顺利实现乳化并能获得稳定的乳胶体，而T—60则不能乳化，有时开始稍有乳化，但几分钟后乳胶体就很快解体。这说明乳化炸药稳定性与乳化剂的HLB值有较大关系。S—80的HLB值为4.3, T—60的HLB值为14.9, 也就是说，要想制备较稳定的乳胶体，其乳化剂的HLB值应在4以上，15以下较为适宜。若采用复合乳化剂（使用两种以上乳化剂）比使用单一乳化剂，对提高乳化炸药贮存稳定性的效果要好得多。根据有关文献介绍，采用1.2份山梨糖醇倍半油酸酯和0.3份胆固醇所制成的乳化炸药, 在10℃贮存42个星期后，炸药能被一只8#雷管起爆，但仅用1.5份山梨糖醇倍半油酸酯，而不使用胆固醇所制备的乳化炸药在相同温度下贮存9个星期后，就不能用一只8#雷管起爆。文献中还介绍，如果使用18份山梨糖醇倍半油酸酯、18份大豆卵磷酸酯和6份增强乳化剂聚合表面活性剂，搅拌1分钟和5分钟后，液滴的大小分别为8.4和4.0微米，而不用增强乳化剂聚合表面活性剂，搅拌3.5分钟和19分钟后，液滴的大小分别为19和7.1微米。以上数据充分说明，使用单一的乳化剂，容易造成炸药在贮存过程中的液滴增大，最后导致晶析现象，使炸药变硬，致使炸药的贮存期急剧下降。

二   分散相的浓度和组成彩响

分散相的浓度和组成，是直接影响乳化炸药贮存稳定性的一个主要因素，分散相浓度越高，晶析点就越高，贮存过程中晶析现象就越严重，炸药贮存稳定性就越差。而分散相的晶析点又与其组成有关。分散相在炸药组成中所占的百分比含量相同的条件下，采用单一的硝酸铵作为分散相和使用多种含氧酸无机盐作为分散相相比，后者的晶析点要低得多。这是因为硝酸铵能与许多含氧酸无机盐和有机化合物组成低共熔混合物。例如，50%硝酸铵、10%尿素、33%硝酸钠和7%硝酸钾所组成的混合物的熔点为57℃, 而100%硝酸铵熔点为169.6℃。所以采用硝酸铵为主的多种含氧酸无机盐作为乳化炸药的分散相，可以大大降低分散相的晶析点。这样就可以保证在制成炸药后，分散相不易从乳胶体中析出，从而达到提高炸药的贮存稳定性。

三   粒度很细的固体物料引入，对乳化炸药贮存期的影响

上面已经谈到，作为分散相的硝酸铵容易晶析是造成乳化炸药贮存期差的主要原因之一。硝酸铵容易晶析是由于硝酸铵晶型变化造成的。硝酸铵一般有五种晶型存在，见表 2。

表  2  硝酸铵晶型

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硝酸铵的这五种晶型，在一定条件下又能进行相变，其相变情况见表 3。

表  3  硝酸铵五种晶型相变情况

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在制备乳化炸药时，水相温度一般在85~95 ℃左右，此时硝酸铵均以Ⅱ型存在，而炸药在贮存过程中，通常都在35℃左右，这时硝酸铵则由Ⅱ型转变成Ⅳ型，硝酸铵的体积就要减少2%左右，由于体积减少，硝酸铵就产生一个压实过程，这就导致了硝酸铵的晶析和结块，从而影响了炸药的贮存稳定性。

为了防止硝酸铵的压实，在炸药制备过程中加入一些细粒的固体物料，而且发现加入的固体物料粒度越小对提高乳化炸药贮存稳定性就越明显。这在我们的试验中已得到证实。在其他组份相同的条件下，我们分别对两种粒度不同的密度调节剂做过大量对比，一种是闭口膨胀珍珠岩粉（过40目），另一种是空心微球（过100目占90%), 其结果如表 4所示。

表  4  密度调节剂对乳化炸药稳定性影响

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从表 4可以看出，采用粒度很细的空心微球作为密度调节剂，炸药贮存2个月后爆速只降低了4.8%, 而用较粗的闭口膨胀珍珠岩粉作为密度调节剂，炸药贮存2个月后爆速则降低了11.2%, 是空心微球的2.3倍。出现这种现象的主要原因，可以这样来解释，固体物料粒度越细，单位重量的粒子数就越多，在强烈的搅拌下，这些微粒就挤入硝酸铵的晶体中，从而防止了硝酸铵在相变过程中的压实。根据这个原理，在乳化炸药中加入一些粒度很细的其他固体物料，同样可以达到提高乳化炸药的贮存稳定性的目的。

四   油相物料组成的影响

油相物料的组成，对乳化炸药的贮存稳定性也有一定的影响，在腊的用量相同条件下，用轻柴油和凡士林进行对比试验，结果见表 5。

表  5  凡士林和轻柴油对比试验结果

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从表 5说明，凡士林在油相中替代轻柴油后，乳化炸药的贮存稳定性有明显的提高，这是因为凡士林与轻柴油相比，具有沸点高、碳链长和粘度大的特点，与乳化剂作用时就容易被乳化剂吸附，也易形成坚固而稳定的油包水型的乳胶体。

五   搅拌强度的影响

搅拌强度亦是影响乳化炸药贮存稳定性的一个因素，在试验中发现，为了获得较好的稳定的乳胶体，就必须使分散相能以细小液珠均匀分布，欲达此目的, 则须把搅拌器的转速随着反应物料的粘度加大而加大，否则就会出现乳化不完全，炸药贮存几小时后出现渗水现象并伴有结块。

试验证明，乳化初期搅拌器的转速，一般在200转/分左右就可以顺利实现乳化，但随着反应物料粘度加大，最大转速宜在700~900转/分，而水相溶液加完后，成熟时的转速应控制在400~500转/分。所以为了适应转速变化的需要，乳化搅拌器应采用调速电机，其搅拌器的形式，应能适应高粘度的物料，而且容易实现径向和轴向的剧烈搅拌，使反应罐内的液体产生连续的更选、强烈的搅拌和剪切，提高容积循环效率，实现分散相能以细小液珠均匀分布。这样就能制得稳定的乳胶体。

二   几点结论意见

为了提高乳化炸药的贮存稳定性，我个人认为，起码应考虑以下几点：

1.不要使用单一的乳化剂，应使用两种以上的复合乳化剂，在复合为乳化剂中，最好要有一种增强的乳化剂，其HLB值≥10, 而一般的乳化剂，其HLB值应控制在4~10之间。

2.为了防止分散相中的硝酸铵在贮存过程中，由于相变而引起的压实现象，不要使用单一的硝酸铵作为乳化炸药的分散相，而要使用能与硝酸铵形成低共溶混合物的多种含氧酸无机盐和有机化合物。在乳化炸药中，引入粒度很细的固体物料，对防止硝酸铵的压实将有明显的效果。

3.在乳化炸药的油相物料中，用沸点高、碳链长的物料代替沸点低、碳链短的物料，对提高乳化炸药贮存稳定性有一定的作用。

4.制备乳化炸药的专用设备—乳化器的搅拌器的转速，要有可调性，使用的电机一般应选用调速电机。搅拌器的形式，应适合高粘度物料实现径向和轴向的强烈搅拌作用，并能使反应罐内的液体产生连续更选和剪切作用。

总之，影响乳化炸药贮存稳定性的因素很多，而且这些因素又互相制约，本文提出的几点粗浅看法，仅供同行们进一步探索和研究这个问题时作参考，以便从根本上解决:乳化炸药贮存期的稳定性。