Chế tạo và nghiên cứu tính chất của thuốc nổ PBX trên cơ sở RDX và PU

Nghiên cứu trình bày việc điều tra sản xuất và đặc tính của thuốc nổ PBX chứa RDX và PU. Chất nổ được sản xuất sở hữu năng lượng cao, mạnh mẽ ổn định nhiệt và đủ khả năng vận hành. Ngoài ra, các thành phần của sản xuất thuốc nổ tổng đài và bản chất của các tác nhân liên kết chéo có ảnh hưởng mạnh mẽ về các tính chất năng lượng-kỹ thuật của chất nổ. Tổng đài nổ, đáp ứng yêu cầu cụ thể, có thể đạt được bằng cách thay đổi các yếu tố nêu trên.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chế tạo và nghiên cứu tính chất của thuốc nổ PBX trên cơ sở RDX và PU Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 20, Số 1/2015 CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA THUỐC NỔ PBX TRÊN CƠ SỞ RDX VÀ PU Đến tòa soạn 5 – 8 – 2014 Phan Đức Nhân Khoa Vũ khí, Học viện Kỹ thuật Quân sự SUMMARY PRODUCTION AND CHARACTERISTIC INVESTIGATION OF PBX EXPLOSIVE CONTAINING RDX AND PU The study presents the production and characteristic investigation of PBX explosive containing RDX and PU. The produced explosive possessed a high energy, strong thermal stability and sufficient operating ability. In addition, the composition of the produced PBX explosive and the nature of cross-linking agents have a strong influence on the energetic-technical properties of the explosive. PBX explosive, which met specific requirements, could be obtained by changing the abovementioned factors. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Các thuốc nổ mạnh nhƣ hexogen (RDX), octogen (HMX), pentrit (TEN) có đặc trƣng năng lƣợng lớn, nhƣng lại có độ nhạy va đập cao, khó bị nén, bị phân huỷ khi nóng chảy [5]. Để khắc phục các nhƣợc điểm đó ngƣời ta kết hợp thuốc nổ mạnh với thuốc nổ khác có độ nhạy thấp và có tính đúc (thuốc nổ hỗn hợp), kết hợp với chất thuần hoá (thuốc nổ thuần hóa) và với chất kết dính polyme (thuốc nổ PBX) [6]. Thuốc nổ PBX (polymer bonded explosives) chứa 80  90% thuốc nổ phá mạnh và 10  20% chất kết dính 44 polyme; đƣợc chế tạo bằng cách trộn thuốc nổ phá mạnh với polyme nền dạng lỏng, chất đóng rắn, tác nhân khâu mạch tƣơng ứng và một số phụ gia khác, sau khi trộn xong tiến hành định hình hỗn hợp thành liều nổ và đóng rắn hệ ở nhiệt độ cao (70  800C). Ngoài ra, với mục đích làm tăng các đặc trƣng năng lƣợng của thuốc nổ PBX ngƣời ta đã từng bƣớc thay thế hệ chất kết dính trơ bằng hệ chất kết dính hoạt tính, cũng nhƣ sử dụng thêm chất cháy kim loại (bột Al) [2,4,6]. Thuốc nổ PBX thuộc nhóm thuốc nổ phá mạnh, có đặc trƣng năng lƣợng cao và độ nhạy thấp với xung cơ học (thuốc nổ giảm nhạy), nhƣng lại dễ gây nổ bằng xung nổ (để kích nổ chỉ cần kíp số 8), có tính nén và tính đúc nên đƣợc sử dụng khá rộng rãi trên thế giới và đã dần thay thế các thuốc nổ hỗn hợp để nhồi vào một số loại đạn phá, đạn tên lửa và đặc biệt là các loại đạn xuyên lõm [2,4,6]. Thuốc nổ PBX trên cơ sở RDX và polyuretan (PU) có các ƣu điểm kể trên và đã đƣợc sử dụng khá rộng rãi trên thế giới, nhƣng ở nƣớc ta vấn đề này vẫn chƣa đƣợc quan tâm. Hiện nay chúng ta đã hoàn thiện dây chuyền chế tạo RDX ở quy mô công nghiệp, còn nguyên liệu đầu để chế tạo chất kết dính PU dễ đảm bảo nên việc nghiên cứu chế tạo và khảo sát các tính chất của thuốc nổ PBX dạng này nhằm đánh giá khả năng sử dụng trong thực tế là một việc làm cần thiết. 2. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU, HÓA CHẤT ĐÃ SỬ DỤNG Đối tƣợng nghiên cứu trong bài báo là các mẫu thuốc nổ PBX có thành phần khác nhau (% theo khối lƣợng) chứa: 65  90% RDX; 20% bột Al; 10  20% chất kết dính PU. Chất kết dính PU đƣợc chế tạo từ polyetylenglycol (PEG) thấp phân tử dạng lỏng-nhớt, sử dụng tác nhân khâu mạch triol (glyxerin) và chất đóng rắn dạng diisoxianat. Trong quá trình nghiên cứu chúng tôi đã sử dụng các hóa chất sau: - RDX do nhà máy Z cung cấp: chất tinh thể màu trắng dạng hạt mịn, nhiệt độ nóng chảy 202,50C kèm phân hủy, nhiệt độ bùng cháy 219,40C, độ nhạy va đập 76  80%. - Bột Al (TQ): bột mịn màu xám đồng nhất, độ tinh khiết  99,5%. - PEG thấp phân tử hãng Merck (Đức): P-400 là chất lỏng trong suốt, khối lƣợng phân tử 380  420 đ.v.C, nhiệt độ nóng chảy 4  80C, chỉ số hidroxyl 267  295; P-600 là chất lỏng trong suốt, khối lƣợng phân tử 570  630 đ.v.C, nhiệt độ nóng chảy 17  220C, chỉ số hidroxyl 178  197; P-1000 là chất dạng sáp màu trắng, khối lƣợng phân tử 950  1050 đ.v.C, nhiệt độ nóng chảy 33  400C, chỉ số hidroxyl 107  118; P-4000 là chất rắn màu trắng, khối lƣợng phân tử 3500  4500 đ.v.C, nhiệt độ nóng chảy 53  580C. - Glyxerin (TQ): chất lỏng-nhớt trong suốt, độ tinh khiết  99%. - Toluendiisoxianat (TDI-80) và hexametylendiisoxianat (HDI) hãng Merck (Đức): TDI-80 là chất lỏng không màu có mùi hắc, độc và hút ẩm mạnh, chứa khoảng 80% đồng phân 2,4TDI và khoảng 20% đồng phân 2,6-TDI; còn HDI là chất lỏng nhớt không màu có mùi hắc, độc và hút ẩm mạnh. 3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, TRANG THIẾT BỊ ĐÃ SỬ DỤNG - Chế tạo các mẫu chất kết dính PU khác nhau theo phƣơng pháp một và hai giai đoạn để lựa chọn thành phần và phƣơng pháp phù hợp cho chế tạo thuốc nổ PBX: sử dụng PEG và hỗn hợp các PEG, tác nhân khâu mạch triol 45 (glyxerin) và chất đóng rắn khác nhau (TDI, HDI, hỗn hợp TDI-HDI). Số lƣợng chất đóng rắn diisoxianat đƣa vào hệ đƣợc tính toán cẩn thận, đảm bảo tổng số nhóm isoxianat phải bằng tổng số nhóm hidroxyl của PEG và glyxerin. - Trên cơ sở các kết quả thu đƣợc, lựa chọn phƣơng pháp chế tạo PU hai giai đoạn kết hợp với chế tạo mẫu thuốc nổ PBX nhƣ sau: a) sấy chân không hỗn hợp PEG (P-600 với P-1000 theo tỷ lệ 1:1 về số mol) và tác nhân khâu mạch (glyxerin); b) sấy và trộn bột Al ...