|
空心玻璃微珠在乳化炸药中的应用
孟自力
［摘 要］ 文章分析了国内乳化炸药采用的敏化剂及其性能特点和存在问题，提出利用空心玻璃微珠作为乳化炸药的敏化剂能提高乳化炸药的爆炸性能和贮存稳定性。
［关键词］ 乳化炸药 空心玻璃微珠 敏化剂
Application of Porous Glass particle to the Emulsion Explosive
Meng Zili
Qinhuangdao Glass Particle Plant（Hebei，066001）
［ABSTRACT］ The sensibilizer commonly used for internal emulsion explosives，their characters and their existing problems were analyzed in this paper．A suggestion that porous glass particle can be used as sensibilizer for emulsion explosives to promote their explosion properties and their storage stability．
［KEY WORDS］ emulsion explosive，porous glass particle，sensibilizer
1 引言
多年来，为了提高乳化炸药的爆轰性能和贮存稳定性，人们在乳化炸药配方、敏化和设备等诸方面进行了研究。本文对以空心玻璃微珠作为乳化炸药的密度调节剂在国内的应用进行探讨。
密度调节是乳化炸药生产中的关键操作环节之一，密度调节剂的选用直接影响着乳化炸药的爆轰性能和贮存稳定性。目前，我国乳化炸药比较常用的密度调节剂为化学发泡剂和膨胀珍珠岩，前者的缺点是炸药密度不易控制，贮存期短，且有后效；后者的缺点是炸药易受其粒度、强度和耐油性能的限制，爆轰性能低、贮存期短。空心玻璃微珠在乳化炸药中的引入，克服了上述缺点，大大提高了炸药的爆轰性能并显著提高了贮存稳定性。在国外，如美国、英国、瑞典和日本等国一直采用空心玻璃微珠作为乳化炸药的密度调节剂。然而，由于进口微珠价格昂贵，在我国始终未能普遍推广。随着国产微珠的问世，目前国内乳化炸药生产厂已逐渐推广使用空心玻璃微珠。
2 空心微珠的作用
为了提高乳化基质的爆轰感度，人们相继提出了添加炸药类敏化剂及其它有机胺硝酸盐敏化剂。1977年美国阿特拉斯火药公司的查尔斯．G．韦德提出了不添加上述敏化剂，仅用1发6号雷管可靠引爆的乳化炸药。其主要特点就是利用了空心玻璃微珠的敏化作用。
空心玻璃微珠是由钠硼硅酸盐材料经特殊工艺制成的薄壁、封闭的微小球体，球体内部包裹一定量的气体，其具有低密度、低导热、低吸油率，粒度及化学组成可控等优越性能，因而非常适合作为乳化炸药敏化剂。它具有用量少而能明显改善爆轰性能、提高贮存稳定性的特点。其具体作用机理如下。
2．1 调节整体密度
由于空心玻璃微珠是一种超轻材料，其密度（＜0．1g．cm－3）约为氧化剂的十分之一。因此，添加2％～4％(质量比)就能有效改变整体密度，所以是有效的密度调节剂。
2．2 使爆轰感度敏化
空心玻璃微珠均匀地分布在炸药中形成无数个微小的稳定的气泡空间（＜250μm）。在外界起爆冲量的作用下，每个微珠受绝热压缩局部温度升高形成一个灼热点，而外界起爆的机械能则集中在这些灼热点上，在温度足够高时则会引起油相的燃烧和氧化剂的分解等剧烈放热化学反应，达到爆轰。
2．3 对乳液起稳定作用
乳化炸药基质中内相为过饱和溶液，密度很大，呈液珠状被油膜分隔；外相为油膜，密度相对较小，在长期贮存中水相有下沉趋势，油相有上浮趋势，最终导致破乳。空心玻璃微珠直径大多在10μm～150μm之间，而基质的内相液珠直径为10－1μm～1μm，外相油膜厚度为10－3μm～10－2μm。加入空心微珠后，基质表面近三分之一的空间被粒度“硕大”的空心微珠所占据，每个微珠表面都与周围的许多油滴紧密结合起来。托浮着它们起到稳定剂的作用。
综上所述，空心玻璃微珠在乳化炸药中是一种多功能的添加剂。
3 各种敏化剂敏化效果性能比较
在实验中对化学发泡剂、膨胀珍珠岩、进口空心微珠、秦皇岛市玻璃微珠厂生产的空心微珠进行了同条件对比实验。实验结果归纳如下。
3．1 稳定性
空心微珠是封闭的球体且表面经过特殊处理，在基质中能稳定地保持一定的气体，与油相结合牢固且不吸油，受外界作用影响小，能长期保持炸药稳定。
珍珠岩是开放的多孔蜂窝结构，吸油率高。若长期贮存，因其吸油导致气体溢出，油膜破裂，从而导致炸药失去感度。
化学敏化因其敏化效果受配方及工艺条件限制，效果难以控制，而且后效严重。受振动或周围环境改变易引起气体泄漏，而使炸药失效。对比实验结果见表1。
表1 使用不同敏化剂炸药的稳定性 | 
帮助