Смесевые взрывчатые вещества

Некоторые смеси индивидуальных ВВ:

ТГ - мех. смеси гексогена и тротила, напр.: 1) гексоген - 59%, тротил - 40%, церезин или воск - 1%. 2) гексоген - 45%, тротил - 40%, алюминий - 15% Используются в боеприпасах, кумулятивных зарядах и т.п.

Пентолит - сплав ТЭНа (обычно 50 - 20%) и тротила. Скорость детонации ок. 8000 м/с при 1.6 г/см3. Используется в боеприпасах, кумулятивных зарядах, пластичных ВВ и т.п.

Октол - мех. смесь тротила и октогена. Используется в кумулятивных зарядах, пластичных ВВ, ракетных порохах.

"Русский сплав"- Сплав из Динитронафталина 20 или 48% и пикриновой кислоты 80 или 52% соответственно. Раньше применялся в боеприпасах.

Алюмотол - Литая смесь тротила и порошка алюминия. Обладает высокой водоустойчивостью. Теплота взрыва 5.3 МДж/кг, скорость детонации 4000м/с. при плотн. 1.0 г/см3. При добавлении воды - до 6000м/с. (Мощность взорванного под водой выше чем на воздухе т.к. вода участвует в окислении алюминия.) Применяются для взрывных работ.

 CRV ( igor_gorya@chat.ru )

В военное время, при резком возрастании расхода боеприпасов и недостатка табельных ВВ, исключительно важное значение приобретают так называемые суррогатные ВВ, то есть ВВ созданные на основе веществ обычно не применяющихся в военном деле, либо на основе отходов производства ВВ, или отходов производства органических веществ. Во время 1-ой мировой войны применяли так называемый грубеит представляющий собой смесь болотного пироксилина (отложения пироксилина в сточный водах пороховых заводов, состоящие из мельчайших частиц пироксилина прошедшего сквозь сита и фильтры), тротилового масла (эвтектическая смесь ди и мононитротолуолов), и нитрата натрия состава:
болотный пироксилин 75%, тротиловое масло 10%, натриевая селитра 15%.
Тонит – смесь: 50% пироксилина, 50% нитрата бария.
Потентит – 60% пироксилина, 40% нитрата калия. Смесь 58% пироксилина и 42% хлората калия.
Смесь 40% пироксилина с 60% аммиачной селитры.
Робурит – смесь хлординитробензола с серой и аммиачной селитрой.
К суррогатным ВВ также могут быть отнесены составы Фавье, Шеддиты, Цементиты, Шнейдерит, Сикрит, все аммиачноселитренные ВВ, а также сплавы и смеси различных органических нитратов, нитроэфиров, отходов продуктов химии органических красителей, и основной органической химии.

Взрывчатые смеси на основе тротила

1. Cмеси ТГ, Гексатол, Hexolite, Hexotol, Cyclotol и т.д.- мех. или литьевые смеси гексогена (в т.ч. флегматизированного) и тротила, напр. используемая в США "composition B" состоит из: гексоген - 59.5%, тротил - 39.5%, церезин или воск - 1%. Скорость детонации 7900 м/c, при 1.72 г/см3.
Применяющася в отечественных боеприпасах смесь ТГ-50 состоит из 50% тротила и 50% гексогена.
Смеси тротил-гексоген широко используются в разл. боеприпасах; кумулятивных зарядах, минах в промежуточных детонаторах и т.п. В зависимости от содержания тротила перерабатываются литьем или прессованием.
В морских боеприпасах используются смеси тротил-гексоген содержащие алюминий (смеси ТГА, МС, Hexotonal, HBX, torpex и т.д.) напр.
HBX: composition B - 75%, алюминий - 25% (теплота взрыва 8.3МДж/кг).
HBX-1: гексоген - 40%, тротил - 38.1%, алюминий - 17.1%, воск-4.8%

Табл 7. Характеристики смесей Тротил/гексоген

*- заряд при 1.04 г/см3
** - приблизительно как у тетрила
*** - приблизительно как у ТНФ

Табл. 8. Характеристики литьевых смесей ТГ и ТГА.

* - Известен как TORPEX
** - груз 10 кг.

2. Октол - смесь тротила (обычно 20-30%) и октогена. Для Октола 77/23 скорость детонации 8540м/с. при плотн. 1.80 г/см3. Теплота взрыва 4.89МДж/кг. Из-за сравнительно небольшого содержания тротила заряды изготавливают прессованием. Октол используется в кумулятивных зарядах, пластичных ВВ, твердых ракетных топливах. Заметно превосходит ТГ по взрывчатым характеристикам, особенно эффективен при использовании в кумулятивных боеприпасах.

3. Пентолит (пентритол) - сплав ТЭНа (обычно 50%) и тротила. t пл. 76.4°С.
Чувствительность к удару для груза 10 кг (Н=25 см) -44%. Скорость детонации пентолита 50 - 7450 м/с. Плотность 1.63-1.67 г/см3. Крит. диаметр детонации 6.7мм при 1.65 г/см3. Используется гл. обр. в промежуточных детонаторах, а также в боеприпасах (в т.ч. кумулятивных), пластичных ВВ, детонирующем шнуре и т.п.

Табл. 9. Характеристики смесей тротил/ТЭН

* - заряд при 1.04 г/см3 диаметром 30 мм.
** - заряд при 1.0 г/см3 диаметром 8 мм.
*** - приблизительно как у тетрила.

4. Алюмотол (Воен. - Тритонал) - Литьевая смесь тротила и порошка алюминия (обычно 15-20%). Обладает высокой водоустойчивостью. Теплота взрыва 5.3-5.6 МДж/кг, скорость детонации 4000м/с. при плотн. 1.0 г/см3. При добавлении воды - до 6000м/с при плотн. 1.35 г/см3. Мощность взорванного под водой выше чем на воздухе т.к. вода участвует в окислении алюминия, поэтому чаще всего алюмотол применяют в водонаполненном состоянии. Применяются для взрывных работ, иногда - для снаряжения боеприпасов. Не восприимчив к КД №8. Алюмотол 90:10 имеет температуру заливки 85°С. Скорость детонации 6590м/с. Плотность 1.65г/см3. Бризантность по Касту 4.4мм. Фугасность 416мл. Теплота взрыва 5.0 МДж/кг. Чувствительность к удару 12см для груза 10кг.

Смеси мощных бризантных ВВ с флегматизатором

Мощные бризантные ВВ типа гексогена, ТЭНа, октогена и др. обладают высокой чувствительностью к механическому воздействию, что делает их непригодными к снаряжению боеприпасов в чистом виде. C другой стороны, использование литьевых смесей этих ВВ с тротилом не всегда одновременно отвечают требованиям безопасности и высокой эффективности ВВ.
Поэтому достаточно большое практическое применение получили смеси мощных бризантных ВВ с добавками-флегматизаторами. Флегматизаторы - это добавки обеспечивающие уменьшение чувствительности заряда к внешним воздействиям, улучшение механических и технологических св-в заряда (прессуемость, сплошность и прочность заряда и т.д.) В результате кристаллы ВВ оказываются покрытыми тонким слоем флегматизатора, а снижение чувствительности к мех. воздействиям происходит из-за перераспределения и рассеянии энергии (удара) сравнительно мягким инертным веществом.
По технологии переработки составы можно условно разделить на прессовые, литьевые, термопластичные и пластизольные.
По типу связующего-пластификатора - составы на инертном и на энергоемком (активном) связующем.
В качестве простейших флегматизаторов используют парафин, церезин, воск и т.п. материалы.
Подобные смеси находят применение в боеприпасах и для изготовления шашек-детонаторов и зарядов для горнодобывающей пром-ти.
Позже в качестве флегматизаторов и одновременно эффективных связующих, начали использовать различные полимеры: синтетические смолы и каучуки. Практическое применение нашли полибутадиеновые, полиуретановые каучуки, фенольные и полиамидные смолы и др. Такие композиции могут содержат пластификаторы - напр. сложные эфиры себациновой и фталевой кислот. Кроме того, эти составы могут содержать порошки металлов, повышающих теплоту взрыва и разл. добавки-модификаторы. Применение полимерного связующего вместо воскоподобных материалов обеспечивают лучшие механические св-ва, такие как прочность и эластичность зарядов ВВ. Прессовые составы, как правило, характеризуются наличием сравнительно небольшого кол-ва связующего. Заряды изготавливают с помощью разл. методов прессования (в т.ч. и с подогревом для термопластичных связующих и флегматизаторов).
Для предварительного формирования смеси ВВ-полимерное связующее часто используют водно-суспензионный метод, который включает в себя приготовление водной суспензии ВВ и раствора связующего в соответствующем растворителе. В результате смешения, отгонки растворителя и сушки получают порошок, состоящий из частиц ВВ, покрытых тонким слоем флегматизатора (т.н. molding powder). Затем порошок подвергают прессованию.

В США известны как композиции "A" и "PBX" (plastic-bonded explosives) напр:
А-3: гексоген-91%, воск-9%.
А-4: гексоген-97%, воск-3%.
A-5: гексоген-98%, стеариновая кислота-2%.
А-4 -64%, 35% алюминий, 1% графит и (или) кальция стеарат - технологические добавки облегчающие прессование.
86% ТЭН + 14% монтан-воск.
PBX-9203 гексоген-92%, полистирол -6%, диоктилфталат 2%.
PBXN-9404 94% Октоген, 3% нитроцеллюлоза, 3% трис-бета-хлорэтилфосфат имеет 8800м/c при плотности 1.844 г/см3.
LX-14 октоген -95.5%, Estane 5702-F1 (полиэфир - полиуретановый термопластичный сополимер) -4.5% Скорость детонации 8830м/с. при плотн. 1.82 г/см3.
X-0298 Октоген - 97.5%, Kraton G6500 (этиленбутилен-стирольный термопласт) - 1.12%, Мин. масло - 1.38% Расчетная скорость детонации 8830м/c при плотности 1.817 г/см3. Термическая стабильность в вакууме 0.1- 0.3мл газа/ с 1г при 120 С за 48ч.

Также см. табл.10.

При содержании полимера в достаточном кол-ве, также появилась возможность изготавливать заряды литьем или экструзией (без, или с последующим отверждением полимера), что позволило, в свою очередь, заметно улучшить сплошность и однородность зарядов ВВ, соответственно улучшить технологичность и повысить безопасность в обращении.
Иногда в подобных составах БВВ частично или полностью растворяется в полимерной связке, образуя твердый раствор.
Например:
PBXN-109 гексоген-64%, алюминий -20%, связующее (смесь полибутадиена, диоктиладипата и изоцианатов)-16%. Скорость детонации 7600м/с.
PBXN-110 Октоген - 88%, 12%HTPB (hydroxy-terminated polybudadiene - полибутадиен с гидроксильными концевыми группами) имеет 8390м/c при плотности 1.68 г/см3.
PBXC 109f Октоген - 82%, полиуретановое эластомерное связующее 18% (состоит из 1.75% - сшивающий агент, 12.7% - пропиленгликоль, сополимер полипропиленгликоля и полиэтиленоксида - 3.54%, катализатор сшивки - 0.01%). Скорость детонации 8075м/с. при плотн. 1.635 г/см3. Чувствительность к удару Н50 = 39 см. для груза 2.5 кг.
ТЭН - 83%, полиуретановая резина - 17%.
В патенте RU2031897 предложен литьевой состав, способный заменить ТГ-50: Гексоген - 85%, е-капролактам 15% (При этом гексоген частично находится в виде раствора в е-капролактаме).
Скорость детонации 7750м/с. при плотн. 1.61 г/см3. Теплота взрыва 4.27МДж/кг. Крит. диаметр детонации - 1.3мм. Время задержки теплового взрыва при 180 С - 60-70мин.

В патенте US5120479 в качестве связующего предложена смесь: 1 часть полиакрил-полистирольного сополимера + 3 часть ацетилтриэтилцитрата и небольшое кол-во триацетина. А в качестве ВВ - тринитроэтилортоформат. Состав выгодно отличаются малым содержанием или полным отсутствием дисперсной фазы, хорошей технологичностью и возможностью легкой утилизации. Изготавливают растворением ВВ в термопластичном связующем при 90-110°С. Таким образом, при охлаждении смеси, образуется шашка, представляющая собой устойчивый твердый раствор ВВ в полимере. При этом возможна неоднократная переплавка смеси. В качестве ВВ для подобных "аморфных" ВВ предпочтительно использовать алифатические нитропроизводные, особенно производные тринитроэтанола: тринитроэтилортоформат, тринитроэтилортокарбонат, бис-тринитроэтилкарбонат бис-тринитроэтилнитрогуанидин, бис-тринитроэтилнитрамин и т.д.
Напр. при содержании 85% тринитроэтилортоформата ВВ имеет чувствительность 22 см. для груза 2.5 кг, Вычисленную скорость детонации 8030м/с при 1.70 г/см3, а при 80% содержании тринитроэтилортоформата соотв. 30см, 7720м/с при 1.65 г/см3 (с увеличением кол-ва пластификатора до 30% чувствительность падает до уровня 72 см.) Подобные составы также предложены в качестве ракетных топлив и эффективных бездымных порохов для огнестрельного оружия.

Для обеспечения повышенной термостойкости в качестве связующего применяют кремнеорганические (полисилоксановые) каучуки и фтороорганические термопластичные полимеры. Заряды обычно изготавливают прессованием (или экструзией) ВВ при повышенной температуре. При использовании некоторых полисилоксановых каучуков заряды можно формировать свободным литьем с последующим отверждением полимера.

Напр. LX-17 (RX-03-BB) 92.5 -ТАТВ, 7.5-Kel F (сополимер хлоротрифторэтилена с винилиденфторидом),
PBXN-5 95% Октоген, 5%Viton (сополимер гексафторпропилена и винилиденфторида) -используется в кумулятивных зарядах, применяющихся при повышенных температурах - например в боеголовках авиационных ракет и др.
Октоген - 80%, Viton-F - 15%, teflon -5% Скорость детонации 8000м/c при плотности 1.82 г/см3.
Октоген - 92.5%, полисилоксан - 7.5% Графит и катализатор полимеризации 0.5 и 0.15% (сверх 100%) Скорость детонации 8350м/c при плотности 1.75 г/см3. Термическая стабильность в вакууме 0.31мл газа/ с 1г при 130°С за 100ч.
Гексанитростильбен - 95.5%, полисилоксан - 4%, графит - 0.5% Катализатор полимеризации - сверх 100%. Скорость детонации 6800м/c при плотности 1.65 г/см3. Термическая стабильность в вакууме 3.5мл газа/ с 1г при 250°С за 10ч.

В последнее время все более широкое применение находят составы с использованием энергоемких (активных) связующих и пластификаторов. Такие составы представляют особый интерес при использовании в кумулятивных боеприпасах и боеприпасах повышенной разрушающей способности, где параметрами определяющими эффективность ВВ являются скорость детонации и давление детонационной волны.
При этом активным называются те связующие компоненты, которые имеют высокую энтальпию образования, либо способны самостоятельно ралагаться (гореть) в инертной среде с выделением энергии. Таким образом эти компоненты, в отличие от инертных, в опр. степени повышают общее энергосодержание и взрывчатые характеристики ВВ. При этом, в зависимости от требуемых свойств, один из компонентов (связующее или пластификатор) может быть инертным.
Наиболее известным активным полимерным связующим является нитроцеллюлоза, однако она не всегда удовлетворяет требованиям по чувствительности и хим. стойкости. Поэтому в настоящее время большое внимание уделяется синтетическим эластичным полимерам, содержащим азидо-, нитро- и тетразольные группы. В частности, используются термопластичные полимеры на основе оксетанов: азидометилметилоксетана - АММО, бис-азидометилоксетана - ВАМО или азопентон, азидонитратометилоксетана -ANMO и др., полимеры полиглицицилазида - GAP, полиглицидилнитрата - PolyGLYN, винилтетразола , полимерных нитраминофосфазенов и т.д.
В качестве активных пластификаторов используют нитроэфиры - нитроглицерин, триэтиленгликольдинитрат. Алифатические нитро- и фторосодержащие нитросоединения - эвтектическая смесь 50:50 бис-(2,2-динитропропил)ацеталя и бис-(2,2-динитропропил)формаля (BNDPA/F), бис-(2-фторо-2,2-динитроэтил)формаля и т.д, а также некоторые жидкие нитрамины. Пластификаторы, содержащих азидо- и азиридиновые группы и т.д.

RX-08-BD Октоген -80%, бис-(2-фторо-2,2-динитроэтил)формаль - 16.84%, AFNOL (полимер получаемый конденсацией 2,2,8,8-тетранитро-4,6-диоксо-1,9-нонадиола (DINOL) и хлорангидрида пимелиновой к-ты) - 3.14%.
PAX-2A Октоген -85%, целлюлозы ацетат-бутират (CAB) - 6%, BNDPA/F- 9%. Скорость детонации 8520м/c при плотности 1.78 г/см3.
Октоген -80%, полиглицидилазид - 8%, триметилолэтантринитрат - 8%. Триэтиленгликольдинитрат -2%, Добавки (стабилизатор, сшивающий агент и катализатор сшивки) -2%. Чувств. К удару Н50 = 17-19см для груза 2.5кг. Скорость детонации 8360м/c при плотности 1.74 г/см3. Термическая стабильность в вакууме 0.28мл газа/ с 1г при 100°С за 48ч. Заряды формируют заливкой.
В патенте США 4,988,397 приводится рецептура 78% октогена, 15.86%бис-(2-фторо-2,2-динитроэтил)формаля (FEFO), 5,29% гексафторопентандиолполиформаля и 0.85% добавок которая имеет 8460м/c при плотности 1.81 г/см3.
Октоген -90%, полинитратометил-метилоксетановый сополимер - 10%. Чувств. К удару Н50 = 30см для груза 2.5кг.

Определенное распространение получили ВВ на связующем пластизольного типа: в отличие от термопластичных ВВ, пластизольные ВВ перерабатываются при обычных температурах, а отверждаются при нагревании. Отверждение происходит за счет набухания полимера в пластификаторе - превращения пластизоля в пластигель.
Например достаточно распространенное ВВ, предназначенное для снаряжения морских боеприпасов PBXN-103 - состоит из: аммония перхлорат - 40%, алюминий - 27%, триметилолэтантринитрат -23%, специальным образом обработанная нитроцеллюлоза (пластизольный сорт) -6%, диэтиленгликольтринитрат -2.5%, этилцентралит-1.3%, резорцин-0.2%. Скорость детонации ок. 6000 м/c. Теплота взрыва - 8.3МДж/кг.
Другой состав содержит: октоген -70%, специальным образом обработанная нитроцеллюлоза (пластизольный сорт) - 9.6%, бутантриолтринитрат -19.2%, триацетин -1.2%. Измеренная средняя скорость детонации 8770м/c при плотности 1.73 г/см3.

Флегматизация ВВ также возможна с помощью т.н. "ловушек радикалов" - добавок, способных в незначительном кол-ве (1-5%) эффективно связывать и деактивировать свободные радикалы и ионы, возникающие при механическом, электрическом, тепловом воздействии на ВВ. Подобными свойствами обладают орг. изоцианаты, олефины, иод и т.д.
Например тротил, флегматизированный с помощью ~5% толуолдиизоцианата имеет чувствительность к удару 177см для груза 2 кг. Чистый тротил в этих условиях взрывается при 100см, а тротил, флегматизированный веществом не обладающим св-вами "ловушек радикалов" - при 145см.

Табл 10. Сводные характеристики некоторых флегматизированных ВВ.
(Из журнала Propellants, Explosives, Pyrotechnics 24, p 219 (1999))

* - измерено относительно гексогена (гексоген - 7.4 Дж)
** - выделение газа г. за 48 ч. при 100°С.
DXD-53: гексоген - 91%, 8.5% сополимер полиэтилена и винилацетата с 15% содержанием винилацетата, 0.5% диоктиладипат.
DXD-59: октоген - 92% (смесь класс А:E - 3:1) HyTemp-4404(сополимер этил- и бутил- акрилата)-2%
Диоктиладипат - 6%.
PBXW-9 октоген - 92%, DOA-6%, Hycar-2%.
PBXW-11 октоген - 96%, DOA-3%, Hycar-1%.

Табл 11. Сводные характеристики некоторых ВВ.
(Из журнала Propellants, Explosives, Pyrotechnics 25, p 126-132 (2000))

Plate dent test - оценка бризантности при подрыве цилиндрич. заряда 35х100 мм при помощи вторичного детонатора. Измеряется глубиной выбоины в стальных пластинах.
Скорость детонации измерялась для цилиндрич зарядов 16х145мм (25х250мм для низкочувствительных ВВ)
За критерий чувствительности к удару бралась наименьшая вел-на из 6 проведенный экспериментов для каждого ВВ. Средняя величина бралась при получении значительного раброса значений.

* - эритриттетранитрат CH₂ONO₂(CHONO₂)₂CH₂ONO₂ t пл. 61°С, раств. в спирте, Чувствительность к удару подобна нитроглицерину. Теплота взрыва 5.87 МДж/кг. Плотность 1.79г/см3. Объем продуктов взрыва 871л/кг Образует мол. комплексы с тринитротолуолом. Химически малостабилен и опасен в обращении. Практического применения не имеет.
** - случайное значение, т.к. испытание для этого ВВ проводилось только 2 раза.
*** - триаминогуанидин нитрат. (NH₂NH)₂C=NHNH₂•HNO₃ Бесцв. кристаллы, раств. в воде. t пл. 216°С с разложением. t всп. 227°С. По чувствительности к удару занимает промежуточное положение между ТЭН-ом и гексогеном. Cкорость детонации 5300 м/с при плотн. 0.95 г/см3. Плотность 1.5 г/см3. Фугасность 350 мл. Теплота взрыва 3.97 МДж/кг. Получают нагреванием 1 моля нитрата гуанидина с 3-мя молями гидразина. Используют как компонент газогенерирующих составов и спец. порохов.
**** - 2,6-диамино-3,5-динитропиридин
***** - 2,6-диамино-3,5-динитропиридин-N-оксид

"СПРАВОЧНИК ПО ВЗРЫВЧАТЫМ ВЕЩЕСТВАМ"
Авторы: Vandal, Kalium, Dikobrazz

http://www.pirotek.info - пиротехника и изготовление взрывчатых веществ, гексоген и петарды