低温对乳化炸药稳定性能影响的实验研究

发布时间：2020-04-05 21:14

【摘要】：中国地域辽阔,南方和北方气候差异大,在东北、新疆、内蒙等地区,冬季严寒而漫长。在冬季露天矿爆破、高原冻土爆破、冻结立井爆破施工过程中,施工单位发现起爆前需要将乳化炸药进行升温处理(升到常温),否则容易出现拒爆现象。不仅使用极为不便,而且炸药不能可靠起爆给用户带来财产损失和安全隐患。这种现象直接反映了在低温条件下乳化炸药不稳定、易变性的本质。所以,探究低温对乳化炸药的稳定性能的影响规律和影响机理,对于改善乳化炸药在低温下的性能,非常有研究的价值和意义。本文针对上述问题,采用不同的敏化方式、水相配方、乳化剂、油相材料制备了乳化炸药,通过控制变量法、Tyndall法、显微镜观测、正交试验法、水溶法以及Chem3D软件模拟等,探究并分析了低温条件对其稳定性能的影响。结果表明,低温条件下：(1)采用物理敏化比采用化学敏化的乳化炸药的析晶率高7%左右；但物理敏化仍优于化学敏化,因为化学敏化的气泡会大量失效,没有物理敏化可靠。 (2)在温度不太低(0℃),储存时间不长时可以通过降低水相的析晶点来提高乳化炸药的稳定性,在温度较低(-25℃),储存时间较长时,应该通过控制水含量在11%来改善乳化炸药的稳定性。(3)低温会使乳化剂分子结构改变,造成油膜破裂、聚结,从而引起成乳化炸药的稳定性降低,但以90%的span-80、5%的T-152和5%的大豆卵磷脂复配的复合乳化剂制得的乳化炸药的稳定性能较好。根据Molecular Dynamics模拟结果,分析其原因为：虽然span-80和大豆卵磷脂在低温下均会发生变型,但变型后分子作为乳化剂结构仍比较合理。带电的大豆卵磷脂与不带电的span-80复合,可以使复合膜带电,电荷的排斥作用可以在空间起到阻碍作用,阻止液滴聚合,从而可提高乳状液的稳定性。T-152的亲水基与亲油基在低温下会缠在一起,失去了立体阻碍的作用,从而加剧乳状液的聚结。 (4)油相熔化后液体的粘度、表面张力越大,乳化炸药的基质越稳定。该研究成果为今后改进用于低温环境的乳化炸药的配方,提高乳状液在低温下的稳定性具有一定的参考作用。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ560.1

【参考文献】