乳化炸藥水相溶液水含量快速測定方法的研究

郭芳萍

（福建海峽科化股份有限公司龍巖分公司，福建 龍巖 364000）

1 引言

乳化炸藥的水相是由硝酸銨、硝酸鈉等氧化劑組成的水溶液，水是氧化劑的主要溶劑，使乳化炸藥具有較好的流變性能，解決了工業炸藥的抗水性問題。水含量的多少對乳化炸藥的穩定性、密度和爆炸性能都有顯著影響。在一定的水分含量范圍內，乳化炸藥的儲存穩定性隨著水分含量的增加而提高，其密度則隨著水分含量的增加而減少，炸藥的威力隨著水分含量的降低而提高，所以，水相的含水量是影響乳化炸藥產品質量的重要性能指標，因此，研究出一種準確、直接、快速的水相含水量檢測方法具有重要意義。

2 水相溶液水含量檢測的幾種方法

目前水分含量測量的常用方法有熱干燥法、卡爾·費休法和析晶點法。

熱干燥法是用于水含量檢測的主要方法，但耗時較長。卡爾·費休法主要用于測量尿素、硝酸銨游離水的含量；我司原來依據水相析晶點間接測量，但只是粗略計算，并不準確，原因是水相析晶點有很多種影響因素，硝酸銨、硝酸鈉的純度及其生產中的其他化學雜質都會影響析晶點，所以用析晶點作為衡量水相含水率的標準是不準確的。在日常生產過程中，由于工藝的調整、產品開發、原材料的檢測等需要一種簡單有效的方法檢測水相溶液水分含量，以便更好地指導生產操作和產品研發。

3 水相溶液水含量快速檢測方法

通過以上三種方法的對比，選擇熱干燥法中的常壓干燥法、負壓干燥法進行了對比實驗，經過兩種方法的實驗對比，常壓干燥法比負壓干燥法耗時更短，但在實驗中均出現一個問題，在加熱過程中，隨著水分的蒸發，硝酸銨溶液上層表面水分小蒸發，下層還有水分未蒸發，上層結塊變硬，使得下層水分蒸發逸出困難，實驗時間過長。就負壓干燥法來說，在實驗過程中，隨著燒杯內氣壓的降低，沸點降低，水分蒸發緩慢，實驗時間變長。為此，我們借鑒了膨化硝酸銨的特征，再結合負壓蒸發原理，實現含水硝酸銨炸藥水相溶液含水量的快速檢測，為生產、檢測研制出了一個操作容易、成本較低、測量準確的檢測方法。

3.1 測量的原理

膨化硝酸銨多微孔、多棱角的晶體結構，表面分布著表面活性劑憎水層，具有吸濕速速慢、結塊強度低、比表面積大等的特點[1]，在硝酸銨水溶液中加入少量膨化劑，使硝酸銨水溶液水分在蒸發過程中膨化，增大蒸發的比表面積，溶液下層的水分通過微孔逸出，在真空泵作用下，使水分迅速排出、蒸發。

3.2 實驗器材

酒精燈、石棉網、鐵架臺、軟木塞、玻璃導管、橡膠管、真空泵、水銀溫度計（量程 0～100℃）、天平（量程：0～500g）、燒杯（規格：1000ml、250ml）、硝酸銨（符合 GB2945-89）、膨化劑（已干燥）

3.3 實驗數據分析

因為我司乳化炸藥水相溶液的含水量約為10%，溫度約為90℃，所以本實驗配置了90%的硝酸銨水溶液，將溫度加熱至90℃。為了確定膨化劑的用量，我們將不同膨化劑的量分別加入硝酸銨含量為90%的100ml的硝酸銨溶液中，用負壓干燥法進行實驗，并記錄實驗過程和結果，得出以下數據（表1）。

從實驗中可以看出，用時最短、準確率最高的是加入了0.1%膨化劑的硝酸銨水溶液的負壓干燥法，由此，我們確定了水相溶液水含量的測定方法，即為在硝酸銨水溶液中加入0.1%的膨化劑，在負壓環境中迅速蒸發水分，從而可以測量得到水分的蒸發量，得出含水量。

4 結語

利用負壓和向水相溶液中添加0.1%的膨化劑，攻克了低真空度下水分揮發慢的技術難題，而且只需要添加微量的膨化劑就可以實現快速蒸發的目的，為達到快速檢測提供了重要保障。可及時有效把控水相的水含量，杜絕了因水相配制不準確帶來的返工返修的工作量和材料消耗，提高了生產效率。該檢測方法不僅適用于乳化水相，同樣適用于膨化水相、水膠炸藥水相等，也可以用于原材料硝酸銨水溶液入廠檢驗。

表1