乳化炸药水相溶液水含量快速测定方法的研究
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【摘 要】为实现含水硝酸铵炸药 水相配料溶液水分含量的快速检测，通过在取样的水相溶液中加入少量膨化剂，再结合负压蒸发原理，研究含水硝酸铵炸药水相含水率检测方法，实现了乳化炸药水相含水率的快速准确检测，确保含水硝酸铵炸药水含量的有效控制。
【Abstract】 In order to realize the rapid detection of water content in aqueous phase proportioning solution of water-containing ammonium nitrate explosive， through adding a small amount of expander to the sampled aqueous solution， andcombined with the principle of negative pressure evaporation， a method for measuring water content in aqueous phase of ammonium nitrate explosive with water content has been developed. It can realize the rapid and accurate detection of water content in aqueous phase of emulsion explosive， and can ensure the effective control of water content in aqueous ammonium nitrate explosive.
【关键词】水相溶液；水含量；快速检测
【Keywords】 aqueous solution； water content； rapid detection
【中图分类号】TQ560.1 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2019）04-0193-02
1 引言
乳化炸药的水相是由硝酸铵、硝酸钠等氧化剂组成的水溶液，水是氧化剂的主要溶剂，使乳化炸药具有较好的流变性能，解决了工业炸药的抗水性问题。水含量的多少对乳化炸药的稳定性、密度和爆炸性能都有显著影响。在一定的水分含量范围内，乳化炸药的储存稳定性随着水分含量的增加而提高，其密度则随着水分含量的增加而减少，炸药的威力随着水分含量的降低而提高，所以，水相的含水量是影响乳化炸药产品质量的重要性能指标，因此，研究出一种准确、直接、快速的水相含水量检测方法具有重要意义。
2 水相溶液水含量检测的几种方法
目前水分含量测量的常用方法有热干燥法、卡尔·费休法和析晶点法。
热干燥法是用于水含量检测的主要方法，但耗时较长。卡尔·费休法主要用于测量尿素、硝酸铵游离水的含量；我司原来依据水相析晶点间接测量，但只是粗略计算，并不准确，原因是水相析晶点有很多种影响因素，硝酸铵、硝酸钠的纯度及其生产中的其他化学杂质都会影响析晶点，所以用析晶点作为衡量水相含水率的标准是不准确的。在日常生产过程中，由于工艺的调整、产品开发、原材料的检测等需要一种简单有效的方法检测水相溶液水分含量，以便更好地指导生产操作和产品研发。
3 水相溶液水含量快速检测方法
通过以上三种方法的对比，选择热干燥法中的常压干燥法、负压干燥法进行了对比实验，经过两种方法的实验对比，常压干燥法比负压干燥法耗时更短，但在实验中均出现一个问题，在加热过程中，随着水分的蒸发，硝酸铵溶液上层表面水分小蒸发，下层还有水分未蒸发，上层结块变硬，使得下层水分蒸发逸出困难，实验时间过长。就负压干燥法来说，在实验过程中，随着烧杯内气压的降低，沸点降低，水分蒸发缓慢，实验时间变长。为此，我们借鉴了膨化硝酸铵的特征，再结合负压蒸发原理，实现含水硝酸铵炸药水相溶液含水量的快速检测，为生产、检测研制出了一个操作容易、成本较低、测量准确的检测方法。
3.1 测量的原理
膨化硝酸铵多微孔、多棱角的晶体结构，表面分布着表面活性剂憎水层，具有吸湿速速慢、结块强度低、比表面积大等的特点[1]，在硝酸铵水溶液中加入少量膨化剂，使硝酸铵水溶液水分在蒸发过程中膨化，增大蒸发的比表面积，溶液下层的水分通过微孔逸出，在真空泵作用下，使水分迅速排出、蒸发。
3.2 实验器材
酒精灯、石棉网、铁架台、软木塞、玻璃导管、橡胶管、真空泵、水银温度计（量程0～100℃）、天平（量程：0～500g）、烧杯（规格：1000ml、250ml）、硝酸铵（符合GB2945-89）、膨化剂（已干燥）
3.3 实验数据分析
因为我司乳化炸药水相溶液的含水量约为10%，温度约为90℃，所以本实验配置了90%的硝酸铵水溶液，将温度加熱至90℃。为了确定膨化剂的用量，我们将不同膨化剂的量分别加入硝酸铵含量为90%的100ml的硝酸铵溶液中，用负压干燥法进行实验，并记录实验过程和结果，得出以下数据（表1）。
从实验中可以看出，用时最短、准确率最高的是加入了0.1%膨化剂的硝酸铵水溶液的负压干燥法，由此，我们确定了水相溶液水含量的测定方法，即为在硝酸铵水溶液中加入0.1%的膨化剂，在负压环境中迅速蒸发水分，从而可以测量得到水分的蒸发量，得出含水量。
4 结语
利用负压和向水相溶液中添加0.1%的膨化剂，攻克了低真空度下水分挥发慢的技术难题，而且只需要添加微量的膨化剂就可以实现快速蒸发的目的，为达到快速检测提供了重要保障。可及时有效把控水相的水含量，杜绝了因水相配制不准确带来的返工返修的工作量和材料消耗，提高了生产效率。该检测方法不仅适用于乳化水相，同样适用于膨化水相、水胶炸药水相等，也可以用于原材料硝酸铵水溶液入厂检验。
【参考文献】
【1】吕春旭，等.膨化硝铵炸药[M].北京：兵器工业出版社，2000.
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