CL-20的降感包覆研究

【裝備理論與裝備技術(shù)】

CL-20的降感包覆研究

尚鳳琴1，金韶華2，王霞1，李金鑫1,

王小軍1，代元權(quán)1，馬驍1，劉文斌1

( 1.甘肅銀光化學(xué)工業(yè)集團(tuán)科研所，甘肅 白銀730900； 2.北京理工大學(xué) 材料學(xué)院，北京100000)

摘要：采用溶液-水懸浮-蒸餾法制備出以CL-20為基的混合炸藥，并以紅外光譜表征CL-20在制備體系中的晶型，測(cè)試了CL-20混合炸藥的感度性能和爆速；結(jié)果表明：在制備體系中CL-20未發(fā)生晶型變化，混合炸藥撞擊感度為24%，摩擦感度為18%，爆速為9 100 m/s。

關(guān)鍵詞：混合炸藥；CL-20；包覆；感度

收稿日期：2014-10-11

作者簡(jiǎn)介：尚鳳琴(1975—)女,高級(jí)工程師,主要從事混合炸藥配方設(shè)計(jì)與制備研究。

doi:10.11809/scbgxb2015.01.007

中圖分類號(hào)：TJ55

文章編號(hào)：1006-0707(2015)01-0025-03

本文引用格式：尚鳳琴，金韶華，王霞，等.CL-20的降感包覆研究[J].四川兵工學(xué)報(bào)，2015(1):25-27.

Citationformat:SHANGFeng-qin,JINShao-hua,WANGXia,etal.ResearchofReducedSensitivitywithCoatedCL-20[J].JournalofSichuanOrdnance,2015(1):25-27.

ResearchofReducedSensitivitywithCoatedCL-20

SHANGFeng-qin1, JIN Shao-hua2, WANG Xia1, LI Jin-xin1, WANG Xiao-jun1,

DAIYuan-quan1, MA Xiao1, LIU Wen-bin1

(1.ResearchInstituteofGansuYinguangChemicalIndustryGroup,Baiyin730900,China;

2.SchoolofMaterials,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100000,China)

Abstract:The mixed explosive based on CL-20 was prepared with the solution--water suspension--distillation method, and the crystal form in the preparation of the system was characterized by IR. The mixed sensitivity performance and the detonation velocity of CL-20 mixed explosive were tested. The results show that CL-20 does not have polymorph change in the preparation system, and the impact sensitivity of mixed explosive is 24%, and the friction sensitivity is 18%, and detonation velocity is 9 100 m/s.

Keywords:mixedexplosive;CL-20;coated;sensitivity

CL-20是HMX之后的新一代單質(zhì)炸藥，具有高爆速、高爆壓、高爆熱的特點(diǎn)[1,2]。CL-20一經(jīng)出現(xiàn)，就成為火炸藥各領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。CL-20應(yīng)用于各類火炸藥產(chǎn)品(少數(shù)火炸藥產(chǎn)品除外)，都可能提高相關(guān)武器裝備的戰(zhàn)技指標(biāo)。推動(dòng)CL-20的廣泛應(yīng)用，是研制新型武器裝備和現(xiàn)役武器裝備更新?lián)Q代的重要技術(shù)途徑。CL-20的理論爆速達(dá)到9 550m/s，是迄今所知具有應(yīng)用價(jià)值的爆速最高的單質(zhì)炸藥，比HMX的爆速(9 100m/s)高約5%[3-5]。有關(guān)研究結(jié)果表明：ε-CL-20的爆熱比HMX高9.57%，達(dá)到6 090J/g(HMX爆熱為5 558J/g)[6，7]。但CL-20 自身的感度較高，未經(jīng)高品質(zhì)化與表觀形貌修飾CL-20的撞擊感度高于HMX，與PETN相當(dāng)[8]；經(jīng)高品質(zhì)化和表觀形貌修飾CL-20的感度與普通HMX相當(dāng)或略低于普通HMX[9]。因此，CL-20作為一高能量的含能材料不能直接應(yīng)用，需用適當(dāng)?shù)牟牧蠈?duì)其進(jìn)行包覆降感。本文主要介紹用一種粘結(jié)劑氟橡膠對(duì)CL-20的降感包覆研究。

1實(shí)驗(yàn)材料與過程

1.1實(shí)驗(yàn)儀器與藥品

藥品：CL-20(自制)、氟橡膠(工業(yè)品)、乙酸乙酯(工業(yè)品)、復(fù)合鈍感劑(工業(yè)品)、表面活性劑(工業(yè))。

儀器：X-4型數(shù)字顯示顯微熔點(diǎn)測(cè)試儀；FT-IR8400S紅外光譜儀(KBr壓片)；數(shù)顯恒溫加熱浴；撞擊感度儀；摩擦感度儀；爆速儀；JJ200型電子天平。

1.2實(shí)驗(yàn)過程

將3.5g氟橡膠溶解在50L的乙酸乙酯中；在反應(yīng)器中加入去離子水300mL、CL-20原料95g和微量的水溶性表面活性劑，攪拌約20～30min使CL-20均勻分散開，水浴加熱使體系升溫至70℃,加入溶解好的粘結(jié)劑，攪拌20min形成顆粒，保溫30min后使體系自然冷卻至40℃，過濾干燥后包覆0.5g復(fù)合鈍感劑即可得到產(chǎn)品。

2結(jié)果與討論

2.1 CL-20在混合炸藥制備體系的溶解度分析

資料及文獻(xiàn)報(bào)道，CL-20在乙酸乙酯及丙酮的溶解度較大，并且在60℃以上會(huì)發(fā)生晶型的轉(zhuǎn)變，本文在選用氟橡膠為粘結(jié)劑時(shí)，乙酸乙酯作為溶劑。因此，先進(jìn)行CL-20在乙酸乙酯中的溶解度試驗(yàn)。同時(shí)，根據(jù)包覆過程將乙酸乙酯稀釋10倍進(jìn)行溶解度試驗(yàn)。

表1　25℃下 CL-20在粘結(jié)劑體系溶劑中的溶解度

由表1看出，CL-20在稀釋10倍的溶劑中幾乎不溶解。通常，采用溶液-水懸浮法制備混合產(chǎn)品，一般將溶劑會(huì)稀釋在10倍以上，并且有一定的溫度限制。在我們?cè)O(shè)計(jì)的混合炸藥制備體系中，CL-20的溶解度幾乎沒有影響。

2.2 CL-20在混合炸藥制備過程中的晶型試驗(yàn)分析

通過紅外光譜對(duì)原料CL-20、包覆后CL-20 、加熱后包覆的CL-20進(jìn)行晶型分析，紅外光譜如圖1所示。

1.原料 CL-20; 2.包覆 CL-20; 3.加熱后的包覆 CL-20

從紅外光譜圖可以看出，不同條件下的CL-20在指紋區(qū)和特征區(qū)的吸收峰一樣，說明不同條件下CL-20未發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，所以選擇的包覆體系過程中CL-20也不會(huì)發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變。

2.3包覆鈍感產(chǎn)品壓制測(cè)試

對(duì)制備出的CL-20混合混合炸藥進(jìn)行機(jī)械壓制性能測(cè)試。圖2為混合炸藥的產(chǎn)品外觀，為黑色顆粒，圖3為壓制后的藥柱，從壓制過程及藥柱外觀觀測(cè)制備出的CL-20混合炸藥壓制成型性良好。

圖2　 CL-20混合炸藥

圖3　 CL-20混合炸藥藥柱

2.4爆炸性能測(cè)試

機(jī)械感度測(cè)試按GJB772A—97方法601.1 撞擊感度 爆炸概率法及GJB772A—97方法602.1摩擦感度 爆炸概率法分別測(cè)試包覆前后CL-20的撞擊感度、摩擦感度。測(cè)試結(jié)果如表1所示。

表1　包覆前后 CL-20的機(jī)械感度

由表1可以看出，CL-20用粘結(jié)劑包覆及復(fù)合鈍感劑后，CL-20的撞擊感度降由100%降至24%，摩擦感度降由100%降至18%，粘結(jié)劑與復(fù)合鈍感劑的雙重作用，使CL-20的感度大大降低，提高了其使用安全性。

爆速測(cè)試按GJB772A—97方法702.1電測(cè)法測(cè)試爆速，測(cè)試結(jié)果如表2所示。

CL-20在經(jīng)過包覆鈍感處理后，在降低其感度的前提下，高爆速的優(yōu)勢(shì)得到了很好的發(fā)揮，是迄今為止爆速最高的混合炸藥。

表2　包覆前后 CL-20的爆速

3結(jié)論

在本文選定的制備體系中，CL-20的溶解度可以忽略，晶型不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變。以氟橡膠為粘結(jié)劑，采用復(fù)合鈍感劑能使CL-20混合炸藥的撞擊感度由100%降低到24%，摩擦感度由100%降低到18%，爆速可達(dá)9 100m/s。

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(責(zé)任編輯周江川)