探讨乳化炸药中乳化剂发展

探讨乳化炸药中乳化剂发展

刘宝刚

哈密雪峰三岭民用爆破器材有限责任公司，新疆哈密市， 839003

摘要：乳化炸药是在20世纪70年代中期，由美国最先研发出来的一种新型炸药，其中乳化剂是其重要的组成部分，也是决定乳化炸药最主要的因素之一。乳化炸药不同于一般的炸药，制作方法更为简易，爆炸威力却十分显著，被广泛应用于工业和制造业中。基于此，本文将对决定乳化炸药质量的乳化剂发展进行深入分析。

关键词：乳化炸药；乳化剂；发展

在乳化炸药中，乳化剂是其重要的组成部分，虽然含量占的比例较少，但却是乳化剂不可或缺的组成部分。乳化液是以乳状液理为基础，在此基础上发展而来一种化学原料，以乳化液的硝酸铵溶液过饱和而形成的油包水物质。所以，现阶段乳化炸药急需解决的问题就是乳化基质结构容易发生破损的现象，针对此现象，必须要寻找并科学改革适合乳化炸药发展的乳化剂，让乳化剂在乳化炸药中充分发挥其作用和价值，稳定乳化炸药的成分，保障乳化炸药的质量，提高乳化炸药的爆炸性能。基于此，对于乳化剂的生产和研究是现阶段乳化炸药发展的重要课题。

1. 乳化炸药中乳化剂的发展趋势

（1）阶段一：一步法合成阶段

乳化炸药这一名词提出最早是在20世纪60年代，并且最原始的乳化炸药就是一步法合成。在一步法的应用过程中，一般是将油酸及山梨醇通过碱的催化，一步合成乳化炸药的，也就是俗称的Span系列产品。举个例子来说，如“Span-60”，这种乳化炸药在采用一步合成法的过程中，主要是将山梨醇与硬脂酸右旋相融合，并在其融合时加入0.2%的氢氧化钠，在实际的应用中，科学的做法是将氢氧化钠加热至192℃，特别需要注意的是将整个过程进行保温，才能将乳化炸药的质量及爆破程度保持在最佳的状态^[1]。随着社会的不断发展和变革，一步合成阶段已经不再适应时代发展的需求，现阶段一步合成法只是简单地应用于要求较低的乳化炸药产品的制作当中。

（2）阶段二：二步法合成阶段

随着时代的变革和社会的发展，现代工艺对一步合成法进行了改革和创新，特别是在“Span”产品上，在其局限性上做出了许多的调整，合成工艺也已经调整成了先醚化后酯化的二步合成法，换言之，就是在碱的催化下进行酯化，同时在酸的催化中使用山梨醇。这样的制作方法较一步合成法更为温和，并且减少了乳化剂中的杂质，这类合成物在原有乳化剂的优良性能上，更具有可聚性优点，提高了乳化剂的质量。

（3）阶段三：酶法合成阶段

乳化剂经历了前两个阶段，又通过现代工艺的加工，采用化学试剂构成了酶法合成阶段，并结合微生物脂肪酶催化剂，举个例子来说，如“Span-80”，是以非水相酶促进反应，这个方法能打破传统乳化剂的局限性，有效提高乳化剂组成效率和特异性特征，并且酯化反应的温度只需要保持在60℃一下就能够满足标准，不仅节约了前两个阶段中能源材料的使用，还提高了乳化剂整体的应用效率，使其优势发挥到最大。其中，其合成产品中的单酯含量已经达到了80%左右，进一步提高了乳化剂的应用效果和应用效率。

（4）阶段四：反应体系的环境

在乳化剂中，反应体系较为繁琐，存在复杂性特征，并且对温度反应的环境要求较为严格，基于此，在乳化炸药的制作过程中，需要以化学反应为基础，根据化学反应的平衡原理来对乳化炸药的制作进行随时调整和改善，与此同时，要通过抽真空带走反应生成的水，有利于下一阶段乳化炸药的制作和进行乳化反应^[2]。但是，在此过程中，也会存在诸多的问题，乳化炸药的反应体系原料十分容易受到氧化的影响，对于此问题的解决措施就是在密闭的反应釜中完成此过程，将乳化剂进行有效的隔离，提高乳化剂反应的准确性。另外，在工业中，还会考虑到成本的问题，所以乳化剂的反应也可以在氮气的条件下实行，反应则可以在一定的真空度下进行，特别需要注意的是，真空反应进行是将真空控制在0.08MPa，这样的操作可以提高乳化剂的反应速度，提高乳化剂的性能和可利用性。

（5）现阶段乳化剂的发展趋势

乳化剂作为乳化炸药的重要组成部分，是现阶段乳化炸药中最值得研究的问题。基于此，在乳化剂中，多采用酯化产物的乙醇胺进行氨化反应，以多种多羟基化合物与聚异丁烯马来酸酐反应出复合乳化剂，并在日常实践中以乙二胺合成了双子型非离子乳化剂。乳化剂炸药不同于其他类型的炸药，乳化剂炸药稳定性更高，爆炸程度更好。另外，在我国，聚合型乳化剂可以降低粒子的大小，用其制成的乳化炸药可储存期＞3a。不饱和基团的丙烯酰氧基Span-80，乳化能力较强，且乳化过程比较稳定，能避免乳化剂造成浪费，进而提高了乳化炸药的可持续利用率。乳化剂产品在日常工业的应用中，最基础的要求是安全性能高，结构组成科学合理，才能逐渐与国外的乳化剂产品的性能和发展相持平^[3]。

2. 乳化炸药中乳化剂的发展建议

在乳化炸药中，乳化剂所占的比例较小，但是却决定着乳化炸药的质量稳定性。其中油酸、山梨醇、乙二胺及丙烯酸甲酯合成了“双子型非离子乳化剂”，其附有高表面活性是因其含有两条疏水链和两个亲水基。经过多次的实践证明，“双子型非离子乳化剂”的性能要优于其他的乳化剂，尤其是在泵送性能上，添加“双子型非离子乳化剂”的乳化炸药更有稳定性特点，所以在储存方面也优于其他的乳化剂。所以在未来的乳化炸药中科学添加“双子型非离子乳化剂”是必然趋势。

综上所述，在我国，乳化剂的发展仍处于初级阶段，需要借助工业创造和工艺技术的有力支撑，并在此过程中也需要学习和借鉴其他国家在乳化剂合成技术方面的先进理论和知识，不断提高我国的乳化剂性能，促进我国向现代产业化迈进，进一步强化乳化炸药生产重点环节，促进乳化炸药产业的可持续发展。

参考文献：

[1]肖进新. 洗发水用表面活性剂技术发展概况(待续)[J]. 日用化学品科学, 2019, 042(002):8-12.

[2]肖进新. 洗发水用表面活性剂技术发展概况(续完)[J]. 日用化学品科学, 2019, 042(003):14-19.

[3]王俪瑾. 表面活性剂的研究现状和未来发展走向[J]. 化工中间体, 2018, 000(011):85-86.