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不同敏化方式乳化炸藥性能研究

文檔作者：何俊蓉李楊羅楊偉楊鵬文檔來源：雅化集團三臺化工有限公司		更新日期： 2026年05月13日	點擊數：
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235
　綜述
引言
乳化炸藥是一種含水炸藥，它是借助乳化劑的作
用，使氧化劑鹽類水溶液的微滴均勻分散在含有分散氣
泡或空心玻璃微珠等多孔物質的油相連續介質中，形成
一種油包水（W/O）乳膠型抗水工業炸藥，由于它具有
優異的爆炸性能、良好的抗水性能、較高的安全性能，
在礦山開采、水利工程、道路建設等眾多領域得到廣泛
應用，并已成為我國工業炸藥的主導產品。
在乳化炸藥的制備過程中，敏化技術是決定其性能
的關鍵因素之一，對產品的感度、爆速、穩定性等均有
較大影響。敏化是指通過物理或化學手段在乳膠基質中
引入微小氣泡或氣體，這些微小氣泡或氣體作為熱點，
在爆轟波傳播過程中起到能力集中和加速反應的作用。
敏化效果，直接決定了乳化炸藥能否被可靠起爆、能否
實現理想爆轟以及穩定性等。
根據引入氣泡的方式不同，敏化主要分為物理敏
化、化學敏化以及復合敏化。物理敏化是在基質中加入
攜帶氣體的微小物質，在整個過程中不發生任何化學反
應，目前物理敏化劑通常有膨脹珍珠巖、玻璃微球、樹
脂微球。玻璃微球價格相對較高，但具有良好的氣泡形
成能力，能夠顯著提高乳化炸藥的爆轟性能；膨脹珍珠
巖由于工藝適應性強、產品成型性好和成本低等特點，
而得到廣泛應用；樹脂微球是近年來研發的一種新型的
物理敏化劑，由于其具有使用量少，生產出來的產品爆
炸性能優良等特點而得到應用。化學敏化是向乳膠基質
中加入化學敏化劑，化學敏化劑加入后，會發生化學反
應產生氣體，氣體夾雜在乳膠基質中。復合敏化是結合
了物理敏化和化學敏化的優點，同時引入物理氣泡和化
學氣泡，進一步提高乳化炸藥的性能。但是，由于復合
敏化工藝復雜，故應用較少。從20世紀90年代開始，化
學敏化由于用量少、成本低、使用方便等特點而迅速發
展。目前，我國80%以上的包裝型乳化炸藥生產線采用了
化學敏化，目前化學敏化主要是添加亞硝酸鈉以及相應的
促進劑，這些化學物質在乳膠基質中發生反應，產生氣體
形成微小氣泡，從而提高乳化炸藥的感度和爆轟性能。
研究發現，不同類型的敏化劑及其用量對乳化炸藥
的性能有顯著影響。高玉剛研究了不同粒度與含量膨
脹珍珠巖對爆速與猛度的影響，結果表明當膨脹珍珠
巖粒度為60目、含量為4%時，乳化炸藥的爆速和強度
最高。謝圣艷等人研究了樹脂微球含量對乳化炸藥爆
速、殉爆距離的影響，結果表明，樹脂微球占乳膠基質
在0.35%～0.45%的質量比時，制備的乳化炸藥密度在
1.09～1.15g/cm3之間，爆速為5200～5400m/s，殉爆距離
為6～9cm。汪旭光對影響乳化炸藥穩定性的因素進行了
詳細分析。
本文采用對相同乳膠基質不同敏化方式的乳化炸藥
進行高低溫循環、動態穩定性、儲存期爆炸性能試驗，
為今后乳化炸藥生產工藝優化和選型提供理論依據和技
術支持。
一、實驗部分
1.乳化炸藥的制備
水 相 配 方 ： 硝 酸 銨 為 8 2 % ～ 8 4 % ， 硝 酸 鈉 為
4.5%～5.5%，水為11.5%～12%。
水相溫度：90～95℃。
油相配方：一體化復合油相（高溫）。
油相溫度：90～95℃。
膠體的制備：水相、油相通過粗乳（600r/min）、精
乳后形成膠體，制備好的膠體如圖1所示。
炸藥的制備如下所述。
一是化學敏化乳化炸藥：按照亞硝酸鈉、發泡促
不同敏化方式乳化炸藥性能研究
何俊蓉　李　楊　羅楊偉　楊　鵬　　雅化集團三臺化工有限公司
【摘　要】為了探索不同敏化方式的乳化炸藥性能，分別制備了化學敏化、膨脹珍珠巖敏化、樹脂微球敏化乳化炸
藥，并分別對其高低溫循環、動態穩定性、儲存期爆炸性能進行了試驗。結果表明樹脂微球敏化乳化炸
藥高低溫循環、動態穩定性、儲存期性能衰減均優于膨脹珍珠巖敏化乳化炸藥以及化學敏化乳化炸藥，
膨脹珍珠巖敏化乳化炸藥最差；樹脂微球敏化乳化炸藥初始性能遠優于化學敏化乳化炸藥以及膨脹珍珠
巖敏化乳化炸藥。
【關鍵詞】敏化方式；乳化炸藥；高低溫循環；動態穩定性；儲存期
【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2025.16.079
236
　綜述
進劑B以及水的比例為20∶40∶40配制成發泡劑溶液，
然后向制備好的膠體中加入0.30%的配制好的發泡劑溶
液，通過靜態敏化、裝藥機裝成φ32mm-200g的藥卷。
二是膨脹珍珠巖敏化乳化炸藥：向制備好的膠體中
加入4%的膨脹珍珠巖，攪拌均勻，然后使用塑膜裝成
φ32mm-200g的藥卷。
三是樹脂微球敏化乳化炸藥：向制備好的膠體中加
入0.38%的膨脹珍珠巖，攪拌均勻，然后使用塑膜裝成
φ32mm-200g的藥卷。
圖1　制備好的膠體
2.高低溫循環試驗
乳膠基質是一種不穩定的W/O型熱力學體系，環境
溫度的變化會導致乳膠基質物理狀態發生變化，從而導
致體系機構發生變化甚至破壞，最終導致結晶析出、爆
炸性能降低。通過人為制造高低溫環境，并將乳化炸藥
置于此環境中，可以加速乳化炸藥的老化，從而能在較
短的時間內預測其儲存穩定性。將制備好的三種樣品同
時放入如圖2所示的冰箱和烘箱中進行試驗，觀察三種樣
品表面是否有硝酸銨析出、是否硬化。
圖2　冰箱（－20℃）、烤箱（40℃）
試驗條件：高溫40℃±2℃，恒溫6h；低溫－20℃，
恒溫6h；每12h為一循環。實驗結果見表1。
從表1可以看出，膨脹珍珠巖敏化乳化炸藥在第18個
循環開始析晶、結硬，化學敏化乳化炸藥在第24個循環
開始析晶、結硬，而樹脂微球敏化乳化炸藥在第24個循
環未出現析晶以及結硬的情況。說明膨脹珍珠巖敏化乳
化炸藥的穩定性最差；而樹脂微球敏化乳化炸藥的穩定
性最好。
表1　三種乳化炸藥高低溫循環試驗結果
樣品
10循環 18循環 24循環
析出
情況
硬化
情況
析出
情況
硬化
情況
析出
情況
硬化
情況
1# 無 軟 無 軟 微量析出 外硬
2# 無 軟 析出 略硬 析出 全硬
3# 無 軟 無 軟 無 軟
3.動態穩定性實驗
動態穩定性試驗是加速乳化炸藥老化的試驗，是一
種定性表征乳化炸藥穩定性的方法。
實驗采用LG10－2.4型超速離心機，離心轉速為
4000r/min，離心機內徑為10cm。將三種樣品分別放入離
心管中，調節平衡之后啟動離心機，每隔5min觀察一次
樣品狀態及電阻變化，試驗數據如表2。
表2　三種乳化炸藥動態穩定性實驗結果
離心累積時
間（min） 1# 2# 3#
5- 10 柔軟、透明Ω=∞ 柔軟、透明Ω=∞ 柔軟、透明Ω=∞
15 柔軟、透明Ω=∞ 泛濁，部分膠體導電 柔軟、透明Ω=∞
20 柔軟Ω=∞ 泛白，部分膠體導電 柔軟、透明Ω=∞
25 泛濁，部分膠體
導電 泛白，Ω=0 柔軟、透明Ω=∞
從表2看出，膨脹珍珠巖乳化炸藥經離心15min后，
顏色已泛白，部分膠體導電；化學敏化乳化炸藥經離心
20min后，顏色變渾濁，部分膠體導電；樹脂微球乳化炸
藥經離心25min后，仍然透明，膠體不導電。表明樹脂
微球敏化乳化炸藥穩定性最好，其次是化學敏化乳化炸
藥，膨脹珍珠巖敏化乳化炸藥最差。
4.儲存期爆炸性能實驗
將制備好的三種樣品放在庫房內自然儲存，并每月
對其爆速以及殉爆進行檢測。表3為化學敏化、膨脹珍珠
巖敏化、樹脂微球敏化乳化炸藥自然儲存后性能。
表3　三種乳化炸藥自然儲存性能實驗結果
時間
（月）
1# 2# 3#
殉爆
（cm）
爆速
（m/s）
殉爆
（cm）
爆速
（m/s）
殉爆
（cm）
爆速
（m/s）
當天 6 4792 6 4750 7 5357
237
　綜述
時間
（月）
1# 2# 3#
殉爆
（cm）
爆速
（m/s）
殉爆
（cm）
爆速
（m/s）
殉爆
（cm）
爆速
（m/s）
1 5 4762 5 4680 6 5342
2 4 4718 4 4650 5 5341
3 4 4704 4 4630 5 5294
4 4 4629 4 4500 5 5279
5 3 4609 4 4430 4 5263
6 3 4589 3 4420 4 5248
結果表明，化學敏化乳化炸藥以及膨脹珍珠巖敏化
乳化炸藥初始性能基本一樣，而樹脂微球敏化乳化炸藥
的初始性能遠優于以上兩種。在自然儲存6個月后，樹脂
微球敏化乳化炸藥爆速僅衰減2%，衰減速度最慢；化學
敏化乳化炸藥爆速衰減次之，為4%；而膨脹珍珠巖敏化
乳化炸藥爆速衰減最快，達到7%。
5.結果分析
敏化方式對乳化炸藥穩定性的影響主要體現在敏化
劑穩定性或產生的氣泡的穩定性上，及其對乳膠基質結
構的影響作用。在原料質量及制備工藝參數合適的前提
下，乳膠基質自然儲存期基本可達一年之久，不會發生
結晶、破乳等現象，但是，經敏化后的乳膠基質，隨著
敏化方式的不同，其穩定性也隨之而異。
化學敏化的乳化炸藥隨著儲存時間的增加、老化的
加快，氣泡不斷地聚集或從藥體中逸出，乳化炸藥密度
隨之增大，且化學敏化劑的酸性會對乳化劑的乳化性能
略有損害，乳化炸藥穩定性也有所降低。
珍珠巖具有吸油性，脆而易碎，產生的不規則表面
與棱角易刺破乳膠基質的油水界面膜，降低了乳化炸藥
的穩定性，同時，乳膠基質的塑性會使基質逐漸滲入到
珍珠巖的微孔體系內，破壞氣泡的保持。
樹脂微球是平均粒徑較小的封閉微孔，高強度塑膜
殼，對乳膠基質起到穩定作用；發泡后的樹脂微球直
徑大部分在40～60μm之間，與基質內相粒子（直徑在
1～5μm之間）和外相油膜（厚度為10-3～10-2μm）良
好的結合，結合后基質表面被樹脂微球所占據，每個微
球表面都有許多油滴，他們相互托浮；同時，樹脂微球
是一種封閉的球體，氣泡不易出來；樹脂微球不吸油，
使得乳膠基質本身受外界環境影響小，所以樹脂微球敏
化乳化炸藥不論是高低溫循環、動態穩定性還是儲存期
性能衰減均明顯優于膨脹珍珠巖敏化乳化炸藥以及化學
敏化乳化炸藥。
此外，樹脂微球里面包含有可燃氣體，可燃氣體以
及樹脂微球外殼均可在爆炸時參與反應，故樹脂微球敏
化乳化炸藥的初始性能遠優于化學敏化以及膨脹珍珠巖
敏化的乳化炸藥。
二、結論
第一，樹脂微球敏化乳化炸藥高低溫循環、動態穩
定性、儲存期性能衰減均優于膨脹珍珠巖敏化乳化炸藥
以及化學敏化乳化炸藥，膨脹珍珠巖敏化乳化炸藥最
差。第二，樹脂微球敏化乳化炸藥初始性能遠優于化學
敏化以及膨脹珍珠巖敏化乳化炸藥。
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作者簡介：何俊蓉（1988—），女，漢族，四川通江
人，本科，工程師，研究方向：工業炸藥研究。

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