乳化贮存稳定性初步

摘　要：为提高采用物理敏化方式如珍珠岩敏化的乳化贮存稳定性，研究了在水相中引入高分子添加剂及采用物理-化学联合敏化方式对贮存稳定性的影响，在一定程度上解决了物理敏化乳化的贮存稳定性问题。
关键词：乳化　敏化　稳泡剂
一、概述
乳化泛指一类利用现代表面活性技术制备的油包水（W/O）乳胶型抗水工业。它借助乳化剂及机械剪切的作用，使氧化剂盐类水溶液的微滴，均匀分散在含有分散气泡或空心玻璃微珠等多孔物质的油相连续介质中，形成一种油包水型的乳胶状，是20世纪70年怎么发表展起来的新型工业。
乳化的特点是抗水性能好，爆速大（可达3500～5000m/s），猛度高，临界直径小，起爆感度好，小直径情况下具有敏感度，密度大，一般密度可控制到1.05～1.25g/cm3。它通常不用火为敏化剂，生产和使用安全，污染少。乳化现已研制出很多品种，广泛用于各种民用爆破作业中，有用于露天矿露天型乳化，用于中硬岩石爆破的岩石型乳化，用于煤矿井下的许用型乳人，还用于光面爆破的小直径低爆速的乳化。在有水和潮湿的爆破场合乳化更能显示其优越性，但它的贮存稳定性和质量稳定性还较差，需要进一步研究提高。目前，采用膨胀珍珠岩敏化的乳化存在着贮存期一般在3～4月之间，有的甚至贮存一个月后就会再现破乳、产品性能大大衰减的现象，这在很大程度上制约了乳化的应用与发展。针对乳化生产工艺的特点，研究加入适当的高分子水相添加剂改善乳化效果，能有效阻止及延缓乳化的破乳；采用物理-化学联合敏化方式及在化学敏化剂中引进泡沫稳定剂以达到改善和提高乳化贮存稳定性的目的。

二、研究背景

1.乳化本身固有的特点及现状

乳化是一个微观上的热力学不平衡体系，自身存在油相、水相分离破乳的趋势，而目前大部分厂家使用的乳化剂为失水梨糖醇单油酸酯（S-80）其具有两个致命的弱点：一是S-80为单油酸酯类，自身不稳定，易被氧化和受细菌的伤害；二是分子量小，粘度低，所形成的乳化界面膜的弹性不足，易引起破裂。有一部分厂家采用高分子的如聚异丁烯丁二酰亚胺类乳化剂如T-152、T-155，虽其具有1、分子量大，且具有框架结构，能以单分子溶解于油中，所以它能形成较厚的单分子膜吸附于界面；2、具有微乳化结构，大大提高了其稳定性能；3、能形成立体阻碍膜，加之公认的静电斥力，能有效地阻止粒径的凝集，提高乳化的稳定性的特性，但由于高分子乳化剂成乳条件苛刻，要求的剪切强度高，也远较S-80类乳化剂高因此无法获得广泛应用。

2.膨胀珍珠岩敏化乳化的特点

从显微镜中观察膨胀珍珠岩为蜂窝状的多孔材料，孔隙非常丰富，它可以作为乳化的密谋调节剂。但由于其易吸油吸水而失去敏化作用；易压碎，加工和运输不方便；在棱有角，易破坏乳胶粒子的界面膜；使的爆炸性能降低。这一系列的缺点使膨胀珍珠岩敏化的乳化在贮存过程中，其爆炸性能衰减很快，大大影响了乳化的贮存稳定性。
玻璃微球虽然在乳化的使用中其性能大大优于膨胀珍珠岩，但因其使乳化的成本有所增高，加之也受其本身质量不很稳定及采购面不广的影响，目前也没有完全取代膨胀珍珠岩的可行性。

三、提高乳化贮存期的有效途径

1.选择适当的水相添加剂

微量的添加剂加入到水相中能明显降低成本，提高的贮存稳定性。如6503净冼剂、十二醇硫酸钠、脂肪醇硫酸钠等水溶性表面活性剂，既可起到分散和水溶液的表面张力，对乳化有明显果，又能掏氧化剂水溶液的过早析出，提高了的爆炸性能和贮存稳定性。

2.选择适当的敏化方式

2.1物理-化学联合敏化法

利用化学发泡弥补物理发泡在搅拌及长期贮存过程中有效气泡的损失，同时由于在联合发泡中采取以物理发泡为主，化学发泡为辅，化学娄泡剂的添加量较少，大大降低了其发泡后效所引起的弊端，可大大提高乳化的贮存期。

2.2在快速化学发泡剂中引入高分子的物质

利用高分子物

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质的高粘度及在基质中形成的框架结构，限制化学发泡法引入气泡的游走、聚结及逸出，如此敏化的乳化具有的稳定性。而且这种高分子物质的添加还在一定程度上改善了的爆炸性能。

四、实验部分

1.实验用主要原材料

、硝酸钠、尿素、复合蜡、司盘-80（S-80）、十二烷基硫酸钠（K12）、膨胀珍珠岩、亚硝酸钠、酸性催化剂、水相添加剂、高分子稳定剂

2.乳化备

2.1水相添加剂实验

2.

1.1其配方如下：　表一

2.

1.2 配制步骤

2.1.2.1按上表称取、硝酸钠、K12、尿素、水、水相添加剂到水相罐中，水浴加热至100℃左右，搅拌溶解，即得氧化剂水溶液。
2.

1.2.2在90℃左右的复合蜡溶液中加入S-80，形成油相。

2.1.2.3将油相加入到乳化器中，然后缓慢加入氧化剂水溶液，高速搅拌5～6分钟，出料，冷却降温，即得乳化基质。
2.

1.2.4将冷却到工艺温度的乳化基质中加入膨胀珍珠岩，均匀搅拌2～4分钟，即乳化。

2.

1.2.5包装取样，标为RS1#样（φ32mm药卷）。

2.2 利用高分子稳泡剂进行快速发泡实验

2.1 其配方如下：表二

2.2 配制步骤

2.2.2.1配制稳泡剂溶液先将稳泡剂配制成0.3%～0.5%的水溶液，然后取200ml～400ml待用。

2.2将亚硝酸钠加入到已取好的高分子稳泡剂溶液中待用。

2.2.2.3在已冷却到适当温度（40℃～50℃）的基质中先加入以上溶液，均匀搅拌，再加入催化剂，均匀搅拌3～5分钟。

2.4出料，放置两小时后包装取样标为RS2#样（φ32mm药卷）。3 联合发泡实验

2.3.1其配方见表三：

2.3.2 配制步骤如下：

在已冷却到工艺温度的乳胶基质中加入膨胀珍珠岩，然后再均匀加入亚硝酸钠溶液及催化剂溶液，均匀搅拌2～5分钟，放置两小时后，包装取样，标为RS3#样（φ32mm药卷）。　表二

五、贮存稳定性试验检测

检测乳化贮存稳定性的方法很多，主要有高低温循环试验，高速离心试验，常温贮存试验，电导率测试试验，显微镜测试试验等。根据实际需要和实验条件，我们选用了高、低温循环试验，常温贮存试验以及电导率测试试验。

1.试验方法原理

高、低温循环试验法系指将被试验的乳化试样在高温（如30℃～50℃）中放置8小时后，再于较低温（如-10℃～15℃）下冷冻16小时，一冷一热作为一个温度变化循环，以乳胶体不被破坏所能经受的循环次数多少来判断其稳定性的好坏。
其原理为：乳化基质是一种油包水型乳化液，系一种不稳定的热力学体系，环境温度的变化，必然会给体系的物理状态带来影响，最后使乳胶体破坏，导致结晶析出，爆炸发到有恶化。人为地制造高温、低温环境，并使被测的乳化经受反复的冷热储存试验，加速乳化的老化，以便能在较短的时间内预测乳化的储存稳定性，也可以比较不同本文和工艺的优劣。
所谓常温储存试验方法系指在普通的库房内，按乳化的日常储存条件，在一年四季的常温下任其存放，然后每隔一定时间（如15天或20天）观测油、水是否分离或测其电导，同时测试其爆炸性能（如殉爆距离、爆速等）。根据乳化经过如此常温储存试验，可以比较评价其实用价值，显示其优劣。
电导率测试原理为：在乳化体系中，油为连续相，水为分散相。水相中充满着大量的各种无机盐，其中占首位的是。在生产过程中，如果乳化得不好，在乳化液体系中，就会出现整个或半个无机盐（如）粒子不被表面活性剂所包覆。只暂时存在于油中，这些极性很强的粒子一旦被水浸泡，就会很快地游离于水中呈离子状态，有些包覆不好的盐的极细液滴，也会因水的浸泡而冲破脆弱的油膜离析出来。电导率测试实验就是将水作为强化条件来考察乳化粒子界面膜的致密性和强度，找出乳化在一定条件下的电导率与储存稳定性的关系。

2.试验结果见表四

从试验结果可以看到，加入了高分子水相添加剂与不加高分子水相添加剂的乳化存在着较大

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的差别，特别是同时加入高分子水相添加剂和稳泡剂采用化学敏化的乳化中，效果更为显著。
电导率测试结果表明，加入高分子水相添加剂的乳化在高低温循环20次后仍未发生电导率的突变，而且其电导率始终在小于0.5×103μs /㎝的范围内波动；而常规样则在第7次循环时，电导率就发生了突变，电导率达到

1.5×103μs/㎝。此评价方式结果与高低温试验结果基本一致。

从药卷外观来看，加入了高分子水相添加剂的乳化药卷一直较柔软，基质状态较好；而联合发泡样在高低温循环15次以后，基质表皮开始变白发硬，有细小的晶粒析出，表明基质已开始破乳；而常规样则在第7次循环时，药卷周边变白发硬，出现了析晶现象，发生了破乳。
从以上结果来看，高分子水相添加剂的添加大大提高了乳化的稳定性，特别是既加入了高分子水相添加剂，又利用稳泡剂而采用化学敏化乳化，爆炸性能更加优越，稳定性更好。
六、结论

1.联合发泡发可在一定程度上提高乳化的有效贮存期。

2.加入高分子水相添加剂可大大增强乳状液的稳定性，从而提高了乳化的贮存稳定性。

3.加入高分子水相添加剂及高分子稳泡剂的化学敏化乳化产品，不仅提高了乳化的贮存期，而且也改善了其爆炸性能。

4.经过原材料成本分析，经济上具有可行性。

5.我公司现有的生产工艺完全能适应新配方的生产。表四

参考文献
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王成炎.关于我国工业发展方向的讨论，中国兵爆器材学会年会暨学术交流会议文章汇编（二）.
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