CN112710585A - 一种现场混装乳化炸药动态稳定性的评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种现场混装乳化炸药动态稳定性的评价方法，将定量的乳化炸药基质置于流变仪的平板上。然后，采用三段式流变性测试方法检测乳化炸药基质的粘度，以第三段所测粘度相对于第一段的变化幅度来评估乳化炸药的动态稳定性。本发明评价方法可有效、准确的评估现场混装乳化炸药动态稳定性的优劣，可比较真实的反映乳化炸药在生产、运输和使用过程中所受外力作用对其稳定性的影响，同时本方法也可用于乳化剂等原材料对现场混装乳化炸药动态稳定性的影响评价。

Description

一种现场混装乳化炸药动态稳定性的评价方法

技术领域

本发明涉及一种现场混装乳化炸药动态稳定性的评价方法。

背景技术

现场混装乳化炸药是国家重点推广的乳化炸药品种，近几年来其年产量稳步上升。和包装乳化炸药一样，现场混装乳化炸药也是热力学不稳定体系，放置一段时间后，W/O的结构体系会发生破坏。因此，在这两种乳化炸药的运输、存储和使用过程中，必须考虑乳化炸药的结构稳定性问题。但这两种乳化炸药对稳定性的要求有一定的区别。和包装乳化炸药着重关注其长期储存过程中的稳定性不同，现场混装乳化炸药在制备出来后一般即刻使用，储存时间较短，所以长期静置储存稳定性没有包装乳化炸药要求的那么严格。但是，现场混装乳化炸药在使用前，其基质往往需要经历较长的泵送或运输过程，在这过程中乳化基质会经受一定的外力作用，所以在外力作用下现场混装乳化炸药基质(以下简称为乳化基质)的动态稳定性显得尤为重要。然而，目前评估乳化炸药稳定性的方法主要针对的是长期储存过程中的稳定性，比如离心分析、显微观察、高低温循环和自然储存后测试乳化炸药性能等，如将这些方法用于动态稳定性的分析则难于得到准确的结果。

基于以上分析，目前还未有有效的方法可用于评估现场混装乳化炸药的动态稳定性，为此我们发明了一种新的评价现场混装乳化炸药动态稳定性的方法，解决以上技术问题

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出一种现场混装乳化炸药动态稳定性的评价方法，该方法能够有效解决上述技术问题，较准确地评价现场混装乳化炸药的动态稳定性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种现场混装乳化炸药动态稳定性的评价方法，该方法实施步骤如下：首先，将定量的乳化炸药基质置于流变仪的平板上。然后，采用三段式流变性测试方法检测乳化炸药基质的粘度，第一阶段为恒定低速剪切阶段，第二阶段为恒定高速剪切阶段，第三阶段和第一阶段一样为恒定低速剪切阶段。最后，通过计算第三阶段粘度相对于第一阶段的变化幅度来评估乳化炸药的动态稳定性，变化幅度越小，乳化炸药的动态稳定性越好。

进一步的，所述测试粘度的流变仪为奥地利Anton Paar的MCR 101型流变仪，实验中选用流变仪的稳态剪切测量模式，设定实验温度为25℃。

进一步的，所述乳化炸药基质的质量为5～10g。

进一步的，所述三段式测试模式中，第一阶段的剪切速率为10^-4s^-1～10^-3s^-1。

进一步的，所述三段式测试模式中，第二阶段的剪切速率为10³s^-1～10⁴s^-1。

进一步的，所述三段式测试模式中，第三阶段的剪切速率与第一阶段相同。

进一步的，所述流变性测试中第三段粘度相对于第一段变化幅度的计算方法为：

变化幅度＝(第三阶段粘度-第一阶段粘度)×100％/第一阶段粘度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)该方法能准确、有效的评估、预测现场混装乳化炸药的动态稳定性，从而可为泵送、运输装置的设计提供参考依据。(2)该方法简便、高效，原材料使用量很少，安全性好，具有较高的推广价值。(3)该方法也可快速有效地比较出现场混装乳化炸药所用原材料对其动态稳定性的影响，适于生产企业对原材料的质量监控。

具体实施方式

下面通过实施例进一步描述本发明，但本发明不局限于所述的实施例。

采用本发明的方法来评估现场混装乳化炸药的动态稳定性，乳化炸药基质的配方如下：77.5wt％硝酸铵、16wt％水、1.5wt％乳化剂、5wt％0^#柴油。乳化炸药基质的制备方法为：将硝酸铵溶解于水中形成水相，并控制水相温度为90℃；混合乳化剂和0^#柴油形成油相，控制油相温度为55℃；将水相缓慢加入到油相中，缓慢提高转速至400～900r/min，待水相完全加入后，继续搅拌1min，制得乳化炸药基质。

为比较乳化剂对现场混装乳化炸药基质动态稳定性的影响，所用乳化剂的组成如下：乳化剂A为常州润星生产的斯盘-80乳化剂；乳化剂B包含90％常州润星生产的斯潘-80乳化剂和10％常州剑桥化工厂生产的T152乳化剂；乳化剂C包含70％常州润星生产的斯潘-80乳化剂和30％常州剑桥化工厂生产的T152乳化剂；乳化剂D包含50％常州润星生产的斯潘-80乳化剂和50％常州剑桥化工厂生产的T152乳化剂；乳化剂E包含30％常州润星生产的斯潘-80乳化剂和70％常州剑桥化工厂生产的T152乳化剂。

实施例一：

分别采用A、B、C、D、E5种乳化剂制备相应的乳化炸药基质，乳化转速为400r/min，然后采用三段式方法测试这些乳化炸药基质的流变性，设定实验温度为25℃，乳化炸药基质的质量为5g，第一阶段的剪切速率为10^-4s^-1，第二阶段的剪切速率为10³s^-1，第三阶段的剪切速率与第一阶段相同。所得粘度变化幅度分别为200％、160％、150％、90％和95％。从可知不同乳化剂制备的乳化炸药基质的稳定性依次为D＞E＞C＞B＞A。

实施例二：

如实施例一，采用A、B、C、D、E5种乳化剂制备相应的乳化炸药基质，乳化转速为400r/min，然后采用三段式方法测试这些乳化炸药基质的流变性，设定实验温度为25℃，乳化炸药基质的质量为5g，第一阶段的剪切速率为10^-3s^-1，第二阶段的剪切速率为10³s^-1，第三阶段的剪切速率与第一阶段相同。所得粘度变化幅度分别为180％、160％、140％、85％和92％。从可知不同乳化剂制备的乳化炸药基质的稳定性依次为D＞E＞C＞B＞A。

实施例三：

如实施例一，采用A、B、C、D、E5种乳化剂制备相应的乳化炸药基质，乳化转速为400r/min，然后采用三段式方法测试这些乳化炸药基质的流变性，设定实验温度为25℃，乳化炸药基质的质量为5g，第一阶段的剪切速率为5×10^-3s^-1，第二阶段的剪切速率为10³s^-1，第三阶段的剪切速率与第一阶段相同。所得粘度变化幅度分别为190％、155％、150％、80％和85％。从可知不同乳化剂制备的乳化炸药基质的稳定性依次为D＞E＞C＞B＞A。

实施例四：

如实施例一，采用A、B、C、D、E5种乳化剂制备相应的乳化炸药基质，乳化转速为400r/min，然后采用三段式方法测试这些乳化炸药基质的流变性，设定实验温度为25℃，乳化炸药基质的质量为10g，第一阶段的剪切速率为10^-3s^-1，第二阶段的剪切速率为10³s^-1，第三阶段的剪切速率与第一阶段相同。所得粘度变化幅度分别为192％、156％、142％、75％和85％。从可知不同乳化剂制备的乳化炸药基质的稳定性依次为D＞E＞C＞B＞A。

实施例五：

如实施例一，采用A、B、C、D、E5种乳化剂制备相应的乳化炸药基质，乳化转速为400r/min，然后采用三段式方法测试这些乳化炸药基质的流变性，设定实验温度为25℃，乳化炸药基质的质量为8g，第一阶段的剪切速率为10^-3s^-1，第二阶段的剪切速率为10³s^-1，第三阶段的剪切速率与第一阶段相同。所得粘度变化幅度分别为190％、159％、145％、81％和92％。从可知不同乳化剂制备的乳化炸药基质的稳定性依次为D＞E＞C＞B＞A。

实施例六：

如实施例一，采用A、B、C、D、E5种乳化剂制备相应的乳化炸药基质，乳化转速为400r/min，然后采用三段式方法测试这些乳化炸药基质的流变性，设定实验温度为25℃，乳化炸药基质的质量为5g，第一阶段的剪切速率为10^-3s^-1，第二阶段的剪切速率为10⁴s^-1，第三阶段的剪切速率与第一阶段相同。所得粘度变化幅度分别为230％、180％、165％、102％和109％。从可知不同乳化剂制备的乳化炸药基质的稳定性依次为D＞E＞C＞B＞A。

实施例七：

如实施例一，采用A、B、C、D、E5种乳化剂制备相应的乳化炸药基质，乳化转速为400r/min，然后采用三段式方法测试这些乳化炸药基质的流变性，设定实验温度为25℃，乳化炸药基质的质量为5g，第一阶段的剪切速率为10^-3s^-1，第二阶段的剪切速率为5×10³s^-1，第三阶段的剪切速率与第一阶段相同。所得粘度变化幅度分别为210％、170％、160％、98％和104％。从可知不同乳化剂制备的乳化炸药基质的稳定性依次为D＞E＞C＞B＞A。

实施例八：

如实施例一，采用A、B、C、D、E5种乳化剂制备相应的乳化炸药基质，乳化转速为900r/min，然后采用三段式方法测试这些乳化炸药基质的流变性，设定实验温度为25℃，乳化炸药基质的质量为5g，第一阶段的剪切速率为10^-3s^-1，第二阶段的剪切速率为10³s^-1，第三阶段的剪切速率与第一阶段相同。所得粘度变化幅度分别为105％、95％、80％、55％和65％。从可知不同乳化剂制备的乳化炸药基质的稳定性依次为D＞E＞C＞B＞A。

实施例九：

如实施例一，采用A、B、C、D、E5种乳化剂制备相应的乳化炸药基质，乳化转速为700r/min，然后采用三段式方法测试这些乳化炸药基质的流变性，设定实验温度为25℃，乳化炸药基质的质量为5g，第一阶段的剪切速率为10^-3s^-1，第二阶段的剪切速率为10³s^-1，第三阶段的剪切速率与第一阶段相同。所得粘度变化幅度分别为125％、105％、90％、68％和75％。从可知不同乳化剂制备的乳化炸药基质的稳定性依次为D＞E＞C＞B＞A。

对比例1：

以同样的配方和制备条件，采用A、B、C、D、E5种乳化剂制备相应的乳化炸药基质，乳化转速为400r/min，并用螺杆泵将乳化炸药基质输送10次，螺杆泵压力控制在0.3MPa～0.6MPa，测试泵送前后乳化炸药基质的硝酸铵析出量，将此结果与上述采用三段式测试方法的结果进行对比，如表1所示：

表1 泵送后乳化炸药基质硝酸铵析出量的变化

对比结果表明，实际输送结果与本发明乳化炸药动态稳定性的评价方法结果一致。

对比例2：

以同样的配方和制备条件，采用A、B、C、D、E5种乳化剂制备相应的乳化炸药基质，乳化转速为900r/min，然后采用三段式方法测试这些乳化炸药基质的流变性，设定实验温度为25℃，乳化炸药基质的质量为5g，第一阶段的剪切速率为10^-3s^-1，第二阶段的剪切速率为10²s^-1，第三阶段的剪切速率与第一阶段相同。所得粘度变化幅度分别为50％、48％、48％、45％和45％。从可知不同乳化剂制备的乳化炸药基质的稳定性依次为D和E＞C和B＞A。

说明，此测试条件下乳化炸药基质的稳定性差异不明显。

对比例3：

以同样的配方和制备条件，采用A、B、C、D、E5种乳化剂制备相应的乳化炸药基质，乳化转速为900r/min，然后采用三段式方法测试这些乳化炸药基质的流变性，设定实验温度为25℃，乳化炸药基质的质量为5g，第一阶段的剪切速率为10^-1s^-1，第二阶段的剪切速率为10³s^-1，第三阶段的剪切速率与第一阶段相同。所得粘度变化幅度分别为70％、69％、69％、63％和65％。从可知不同乳化剂制备的乳化炸药基质的稳定性依次为D＞E＞C和B＞A。

说明，此测试条件下乳化炸药基质的稳定性差异不明显。

Claims (7)

1.一种现场混装乳化炸药动态稳定性的评价方法，其特征在于：将定量的乳化炸药基质置于流变仪的平板上。然后，采用三段式流变性测试方法检测乳化炸药基质的粘度，第一阶段为恒定低速剪切阶段，第二阶段为恒定高速剪切阶段，第三阶段和第一阶段一样为恒定低速剪切阶段。最后，通过计算第三阶段粘度相对于第一阶段的变化幅度来评估乳化炸药的动态稳定性，变化幅度越小，乳化炸药的动态稳定性越好。

2.根据权利要求1所述的一种现场混装乳化炸药动态稳定性的评价方法，其特征在于，所述测试粘度的流变仪为奥地利Anton Paar的MCR 101型流变仪，实验中选用流变仪的稳态剪切测量模式，设定实验温度为25℃。

3.根据权利要求1所述的一种现场混装乳化炸药动态稳定性的评价方法，其特征在于，所述乳化炸药基质的质量为5～10g。

4.根据权利要求1所述的一种现场混装乳化炸药动态稳定性的评价方法，其特征在于，所述三段式测试模式中，第一阶段的剪切速率为10^-4s^-1～10^-3s^-1。

5.根据权利要求1所述的一种现场混装乳化炸药动态稳定性的评价方法，其特征在于，所述三段式测试模式中，第二阶段的剪切速率为10³s^-1～10⁴s^-1。

6.根据权利要求1所述的一种现场混装乳化炸药动态稳定性的评价方法，其特征在于，所述三段式测试模式中，第三阶段的剪切速率与第一阶段相同。

7.根据权利要求1所述的一种现场混装乳化炸药动态稳定性的评价方法，其特征在于，所述流变性测试中第三段粘度相对于第一段变化幅度的计算方法为：

变化幅度＝(第三阶段粘度-第一阶段粘度)×100％/第一阶段粘度。