国内外高分子乳化剂的性能研究

工信部安[2010]227号文件和民爆行业“十二五”规划都明确强调要大力发展现场混装技术。响应这一号召, 我国正在兴起乳胶基质“集中制药, 远程配送”模式, 这就要求乳胶基质具有很好的耐颠簸性、稳定性和储存性。显然, 相对以Span-80为代表的低分子乳化剂而言, 具有良好耐颠簸性、稳定性和储存性的聚异丁烯丁二酸酐类高分子乳化剂表现出更为突出的优势。本文通过实验对国内外部分高分子乳化剂的性能进行了初步研究。

一、材料与设备

材料:市售乳化剂NB2424、LZ2727A、LZ2731、LZ2745、Arkomon V 1018、Arkomon V 1029、Arkomon V 1031、Arkomon XP 1320、H031、MBQ-1、EX9126、EX9139, 其他实验材料包括硝酸铵、柴油和水。

设备:乳化器、粘度测定仪、离心机、流变仪、基质运送车。

二、乳化实验

基质配方:水相94.5% (硝酸铵77.49%, 水17.01%) , 油相5.5% (柴油3.67%, 乳化剂1.83%) 。乳化器转速1700r/min, 线速度9.79m/s。基质制备完成后测定基质粘度和水溶值, 实验结果见表1。由表1看出可以看出, 在相同的高速乳化条件下, 不同乳化剂制备的基质水溶值相差不大, 即抗水性能相当, 而粘度跨度较大, 粘度低于100 Pa.s的NB2424、Arkomon V 1029、EX9126的基质更适于泵送。

三、离心实验

称取相同质量的基质置于离心管中, 于相同的实验条件下在高速台式离心机上进行离心实验。本次实验中所有样品均未出水, 只分离出油, 出油率见表2。由表2可以看出, 不同乳化剂制备的基质出油率相差很大, 抗破坏能力存在差距, NB2424的抗破坏能力相对最好。

四、流变实验

通过流变仪测试各种基质的屈服应力, 转子型号V40-20-3, 测试温度为常温, 测试结果见表3。由表3可以看出, 各种基质的屈服应力相差很大, Arkomon XP 1320的屈服应力最大, 达到325.6890 Pa。

五、远程运输和储存实验

乳胶基质制备完成之后, 静置放置一天, 第二天远程运输400公里, 之后观察乳胶基质的状态, 观察结果显示所有的基质都无表观析晶和破乳现象, 说明所有基质都具备一定的远程输送能力和抗颠簸能力。

常温储存15天后观察乳胶基质的情况, 发现LZ2727A、LZ2731、MBQ-1、H031有析晶现象, Arkomon V 1018有轻微析晶现象, 其余均无析晶现象, 手碾也无破乳现象。

常温储存50天后观察乳胶基质的情况, 发现Arkomon V1018、LZ2731、H031有非常严重的析晶破乳情况, Arkomon V1031、LZ2727A、MBQ-1有析晶现象, 其余均无析晶现象, 基质完好。

室温储存4个月后观察乳胶基质的情况, 发现Arkomon V1018、Arkomon V 1031、LZ2731、H031有非常非常严重的析晶破乳情况, LZ2727A、MBQ-1有析晶现象, 其余均无析晶现象, 基质完好。

结论

国内外各种高分子乳化剂的生产工艺不同, 价格和性能各异, 适用于不同的场合。在常规混装乳化炸药的生产中, 考虑到成本问题, 可以考虑选用H031、EX9126等国产乳化剂。涉及到基质的远程配送时, 可以考虑选择抗颠簸性和可泵送性好的NB2424、EX9126等乳化剂。涉及到向上孔装药时, 可以考虑屈服应力大的专用乳化剂Arkomon XP 1320等。具体选用何种乳化剂, 应该根据具体的基质配方、工艺条件和适用场合等进行筛选。

摘要：随着“集中制药, 远程配送”模式的兴起, 具有良好耐颠簸性、稳定性和储存性的聚异丁烯丁二酸酐类高分子乳化剂表现出突出的优势。国内外各种高分子乳化剂的生产工艺不同, 价格和性能各异, 适用于不同的场合。本文通过实验对国内外部分高分子乳化剂的性能进行了初步研究。

关键词：乳化剂,性能,远程运输,储存