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乳胶基质和敏化剂构成乳化炸药,乳化炸药的爆轰过程是由敏化剂在爆炸冲击波的压缩作用下形成“热点”而引发的。但在深孔和深水爆破作业中,炮孔中的乳化炸药会受到静态压力作用(静荷载);在延时爆破中,最先起爆的乳化炸药爆炸产生的冲击波会挤压未起爆的乳化炸药(动荷载)。“压力减敏”指乳化炸药敏化气泡在动、静荷载作用下被毁坏而导致爆轰特性降低,压力减敏会影响工程爆破效果,使乳化炸药发生半爆或拒爆,在处置盲炮的过程中存在严重安全隐患。为了解决压力减敏问题,以漂珠、发泡剂、发泡剂助剂和疏水性纳米二氧化硅为主要原料,通过高速剪切混合的方法制备了一种新型的双层壳体结构耐压微囊。本文耐压微囊的合成主要分为五步:漂珠的筛选、氢氟酸(HF)对漂珠的穿孔、漂珠内部浸入发泡剂助剂、聚合物包覆浸入发泡剂助剂的漂珠和高速剪切法形成耐压微囊。激光粒度分析结果表明,聚合物包覆漂珠的粒径比漂珠的粒径大3μm左右;而耐压微囊的平均粒径集中在200 μm。扫描电镜和光学显微镜试验结果看出,耐压微囊呈半透明的椭球形,与漂珠光滑的外表不同,耐压微囊的外壳由疏水性纳米二氧化硅组成。微球内外部的亮度不同表明微球的核壳是由不同的材料组成,微球内部的灰色不透明球体为加载了发泡剂助剂的漂珠。用硬质小铁勺将载玻片上的耐压微囊压碎,耐压微囊被压碎的同时会产生许多微气泡。漂珠作为工业废渣粉煤灰的主要成分,合理利用漂珠具有很好的经济和环保价值。本文中,漂珠是作为耐压微囊的内核,首先研究了漂珠敏化乳化炸药的爆轰特性,得到最佳配方,并研讨了漂珠粒径和添加比例的差异对爆轰特性的影响。采用激光粒度分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光光谱仪(XRF)对漂珠的粒径分布、微观结构和成分组成进行测试。结果表明,玻璃微球和漂珠都呈椭球形,粒径均一且分布均匀,漂珠和玻璃微球的比表面积和堆积密度都随着平均粒径(D50)的增大而减小,粒径分布跨度(D90-D10)随D50增大而增大;漂珠的壁厚在10μm左右,为高强度的铝硅酸盐外壳,壳体具有由气泡形成的多孔结构,并被无定形纳米级薄膜覆盖,使得漂珠具备较高的机械强度,在使用过程中不易被压碎;漂珠和玻璃微球的成分为惰性材料,仅提供“热点”。爆炸性能测试实验结果表明漂珠作为乳化炸药物理敏化剂的最佳用量和粒径分别为12%和83 μm。漂珠与乳胶基质间具备很好的相容性,储存三个月后并未发现破乳现象;热重分析仪(TG-DSC)实验数据表明,两种乳化炸药都具备很好的热稳定性。猛度和爆速试验探讨了不同比例耐压微囊敏化乳化炸药的爆轰特性,和4%玻璃微球敏化乳化炸药相比,乳化炸药的爆轰特性随着耐压微囊含量的增加而降低,主要原因是乳胶基质的密度随耐压微囊含量的增加而降低,且耐压微囊的主要成分为硅和水,它们只能充当惰性介质。猛度和爆速试验确定了耐压微囊的比例是2%。动压减敏实验结果看出,加入2%耐压微囊乳化炸药的水下爆炸压力峰值在不同距离的减敏程度远小于未加入耐压微囊的减敏程度,耐压微囊能有效缓解动压减敏问题。双层核壳中空结构微球可作为乳化炸药的耐压微囊,在提供“热点”的同时可以解决乳化炸药存在的压力减敏问题,为抗压乳化炸药的研制提供了一个全新思路。图[32]表[15]参[77]