乳化炸药用Span-80合成工艺研究.pdf

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1、煤矿爆破2014年第1期总第104期乳化炸药用Span-80合成工艺研究李玉敏李冬苗李艳宾何立欢。石家庄成功机电有限公司，河北石家庄，05000河北中天生物技术有限责任公司，河北石家庄，05000河北经济学校，河北石家庄，05000摘要阐述了Span．80合成的原理、合成工艺及检测方法，详细叙述了原材料、醇酸比、催化剂、反应温度、反应时间等工艺指标对乳化炸药专用Span一80产品质量的影响。关键词Span一80合成工艺产品质量中图分类号TQ564．04文献标识码A1前言1．1乳化剂在乳化炸药中的作用乳化炸药是在乳化剂的作用下，将分散相分散在连续相中形成一种油包水(W／O

2、)型乳胶体系⋯。其中，分散相是由过饱和的硝酸铵盐的水溶液组成，连续相是由非水溶性的碳氢燃料组成。尽管乳化剂在乳化炸药中所占比例很少，但其主要作用为使水相能均匀的包覆在油相材料之中，降低两相问的表面张力，并形成稳定的乳胶体，有利于提高乳化炸药的乳化效果、储存稳定性以及爆炸性能。1．2SP一8O乳化剂特点目前，在乳化炸药中应用最广泛的乳化剂是sP一8O，它的学名为失水山梨糖醇单油酸酯，是一种非离子型表低分子表面活性剂，它是油包水(w，0)型乳化剂。其一端为极性的亲水基团，另一端的碳氢键为非极性的疏水基团。sP一80的亲水亲油平衡值(HLB)为4-3，能满足乳化炸药中较大的水

3、油比的需要。在sP．80的合成工艺中，由于油酸比、催化剂的用量、及生产工艺条件的不同，得到的产物也不同。山梨醇失水环化后与油酸反应，生成单环油酸酯和双环油酸酯，醚化后的山梨醇与油酸反应生成单油酸酯及双油酸酯和多油酸酯，还有可能有不环化的山梨醇直链油酸酯。这些副产物会造成产品质量指标不稳定。因此，用在乳化炸药中最佳的是含失水山梨醇醇酐单油酸酯多的sP．80乳化剂I2】。1．3SP一80合成发展状况．在生产工艺上，上世纪国内的生产厂家多采用传统的的“一步法”高温酯化工艺，即用NaOH作催化剂，山梨醇与脂肪酸反应，一步得到产品。采用一步法合成sP．80，虽然方法简单，但酯化反

4、应和醚化反应同时进行，导致醚化反应成环不足，而酯化反应进行得较好，造成产品产物中成环程度低，含有大量的直链的山梨醇酯，生成sP一8O产品外观流动性差、固化、混浊，内部规整性差等。在同一反应温度下，几种反应同时进行，使得反应产物还存在透明度差、色泽深，以及单质量不稳定、酯含量低、甚者焦化严重、副产物多等问题，更有这些低端产品仅能用于要求不太高的行业，使其应用前景受到限制"。近年来对sP一8O的合成工艺进行改进，现代工艺大多采用“两步法”，即先醚化后酯化的工艺。即先发生山梨醇醚化反应，反应完全后，加入碱性催化剂和油酸，发生发生酯化反应。由于醚化反应与酯化反应是分开进行，因此

5、醚化反应和酯化反应的有明显的界限，针对性更强，更利于控制各步反应，使各步反应进行的更彻底，从而得到含失水山梨醇酐单油酸酯比较多的产品。而且使反应温度降低，产品颜色变浅，增强了产品的流动性，产品质量指标得到了稳定和提高了。有利于乳化炸药的生产，使乳化炸药的产品性能提高。◎经验介绍◎乳化炸药用SP一80合成工艺研究352结果与讨论2．1原材料的影响在所有的原材料中，其中市售山梨醇一般为大工业生产，其质量较稳定。其质量变化仅影响产品的配比及产品色泽。山梨醇是由葡萄糖加氢制得的，含有一定量的残糖，通过大量的实验证明，原料山梨醇的还原糖含量越低，合成的乳化剂颜色越浅，固体山梨醇比

6、液体山梨醇制得的乳化剂色泽浅。油酸种类也有很多，包括植物型油酸及动物型油酸以及两者的混合型油酸，通过实验证明优良的油酸质量指标为：碘值=8012／100mg~110t2／1OOmg，凝固点11-12’C，酸值=195mgKOH·g～~210mgKOH·g-1。如果碘值低，凝固点高，油酸中硬脂酸含量多，使得产品流动性差，容易固化，发生“胶冻”。由于油酸中不饱和键含量高，使得凝固点低，碘值高。产物sP一80易氧化变质。此外，由于油酸酸值过低，其中杂质含量多，制取的sP．80产品皂化值低，产品内部规整性差，易混浊、分层，造成乳化炸药乳化效果不好，形生“破乳”、降低了乳化炸药的

7、贮存稳定性f5】。由于在较高的温度下进行sP．80的合成，不饱和酸和高于cl8的酸会在双键上发生聚合、环化和立体变更，这部分物质不是SP一80的活性部分，必然影响它的整体性能。因此，选用含饱和十八酸含量高的油酸为佳J。2．2生产工艺的影响产品生产过程中，其影响因素只要包括醇酸比、催化剂浓度、反应温度和反应时间等。合成合格Span一80产品的重要条件是适宜的醇酸比，Span．80产品的羟值随着醇酸比的增大而增大，皂化值随醇酸比的增大而降低。在醇酸比、反应温度和反应时间不变的情况下，催化剂浓度愈大，山梨醇失水程度越大，产物羟值越高。而提高反应