本课题以低附加值副产品毛糠蜡、餐饮废弃油脂及动植物油脂制备的生物柴油为原材料,进行现场混装乳化炸药油相材料不同复配的实验研究。首先对脂类原材料的运动粘度、闪点、酸值等理化指标进行测定,应用气相色谱仪进行原材料的结构组成分析,然后与石化油相材料的特征指标进行对照分析比较和筛选。在此基础上,对不同配比的脂类油相材料和石化油相材料进行了乳化稳定性实验,初步筛选了脂类油相材料的配方。然后进一步研究脂类油相材料在现场混装乳化炸药的应用:使用油相材料制备的乳胶基质,测定乳胶基质的游离铵和黏度;用高倍显微镜观察乳胶基质粒子形状、粒子大小;再将乳胶基质敏化后检测炸药的密度、殉爆距离、爆速和猛度等性能指标;并与石化油相材料进行指标对比,最后结合原材料的价格进行成本分析后,确定脂类油相材料的最佳配方。用脂类油相材料取代价格昂贵、不可再生且对环境污染较大的柴油和机油等石化油相材料,用于生产在煤矿、有色金属矿山、非金属矿山开采等行业广泛使用的现场混装乳化炸药。课题研究了毛糠蜡、生物柴油和石化油相材料的理化指标和组成结构特性。测得毛糠蜡的运动粘度为12.476 mm2/s,闪点为252℃,酸值为26.4mgKOH/g;生物柴油的运动粘度为1.852mm2/s,闪点为151℃,酸值为2.3mgKOH/g;石化油相材料的运动粘度为3.324 mm2/s,闪点为93℃,酸值为1.2mgKOH/g。根据测定结果,如果单独使用毛糠蜡或生物柴油作为脂类油相材料,在运动粘度等理化指标方面特别很难达到石化油相材料的指标,只有两组原材料进行不同比例的复配,才能弥补各自的缺陷,达到或接近石化油相材料的运动粘度,使制备的现场混装乳化炸药满足黏度的要求,具有良好的流动性和可泵送性,满足大规模机械化装药的要求。而且毛糠蜡与生物柴油等脂类油相材料的闪点明显高于石化油相材料,在储存、运输和使用过程中安全性更高。进行脂类油相材料不同配方的复配研究结果表明:当毛糠蜡与生物柴油比例为1:2.2时,脂类油相材料的运动粘度为3.361mm2/s,闪点为192℃,酸值为9.5mgKOH/g,其中运动粘度最接近石化油相材料。使用该配方的脂类油相材料,按照硝酸铵70%、硝酸钠6%、水17%、油相材料5%、乳化剂2%炸药配比,在乳化温度(80～85)℃、加料速度(13～20)g/s、初乳阶段转速700rpm、精乳阶段转速1400rpm、乳化时间15s的工艺条件下制备乳胶基质,测定了乳胶基质的游离铵、黏度、粒子形状和粒子大小;然后在(50～55)℃的敏化温度下,使用浓度为20%的亚硝酸钠进行化学敏化,敏化剂的用量为2%,敏化时间3min,敏化后得到的乳化炸药进行手工装药,检测其爆炸性能。课题研究了不同配比的脂类油相材料和石化油相材料制备的乳胶基质和乳化炸药的特征指标,结果表明:毛糠蜡与生物柴油为1:2.2时制备的乳胶基质黏度为280646 mPa·s,游离铵含量为0.21%,乳胶粒子大小为3um～7um且形状为规则圆形;乳化炸药的密度为1.18g/cm3、殉爆距离4cm、猛度14.7mm、爆速4424m/s,爆炸性能的各项指标完全符合国家标准GB18095—2000中露天乳化炸药的相关要求。同样工艺条件下,使用石化油相材料制备的乳胶基质黏度为273497 mPa·s、游离铵含量为0.22%、乳胶粒子大小为4um～8um且形状为规则圆形;炸药的密度为1.16g/cm3、殉爆距离4cm、猛度15.2mm、爆速4504m/s。以上研究结果表明:由天然可再生、无污染、低值廉价的脂类废弃物和生物柴油制备的脂类油相材料,完全可替代石油类油相材料用于生产现场混装乳化炸药,不仅实现了废弃物的循环利用,而且在降低炸药生产成本的同时,有效减少炸药爆炸过程有毒有害的气体产生,具有良好的社会、经济和环境效益。