CL-20的降感包覆研究

【裝備理論與裝備技術】

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1，馬驍1，劉文斌1

( 1.甘肅銀光化學工業集團科研所，甘肅 白銀730900； 2.北京理工大學 材料學院，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，測試了CL-20混合炸藥的感度性能和爆速；結果表明：在制備體系中CL-20未發生晶型變化，混合炸藥撞擊感度為24%，摩擦感度為18%，爆速為9 100 m/s。

關鍵詞：混合炸藥；CL-20；包覆；感度

收稿日期：2014-10-11

作者簡介：尚鳳琴(1975—)女,高級工程師,主要從事混合炸藥配方設計與制備研究。

doi:10.11809/scbgxb2015.01.007

中圖分類號：TJ55

文章編號：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].四川兵工學報，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之后的新一代單質炸藥，具有高爆速、高爆壓、高爆熱的特點[1,2]。CL-20一經出現，就成為火炸藥各領域的研究熱點。CL-20應用于各類火炸藥產品(少數火炸藥產品除外)，都可能提高相關武器裝備的戰技指標。推動CL-20的廣泛應用，是研制新型武器裝備和現役武器裝備更新換代的重要技術途徑。CL-20的理論爆速達到9 550m/s，是迄今所知具有應用價值的爆速最高的單質炸藥，比HMX的爆速(9 100m/s)高約5%[3-5]。有關研究結果表明：ε-CL-20的爆熱比HMX高9.57%，達到6 090J/g(HMX爆熱為5 558J/g)[6，7]。但CL-20 自身的感度較高，未經高品質化與表觀形貌修飾CL-20的撞擊感度高于HMX，與PETN相當[8]；經高品質化和表觀形貌修飾CL-20的感度與普通HMX相當或略低于普通HMX[9]。因此，CL-20作為一高能量的含能材料不能直接應用，需用適當的材料對其進行包覆降感。本文主要介紹用一種粘結劑氟橡膠對CL-20的降感包覆研究。

1實驗材料與過程

1.1實驗儀器與藥品

藥品：CL-20(自制)、氟橡膠(工業品)、乙酸乙酯(工業品)、復合鈍感劑(工業品)、表面活性劑(工業)。

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

1.2實驗過程

將3.5g氟橡膠溶解在50L的乙酸乙酯中；在反應器中加入去離子水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復合鈍感劑即可得到產品。

2結果與討論

2.1 CL-20在混合炸藥制備體系的溶解度分析

資料及文獻報道，CL-20在乙酸乙酯及丙酮的溶解度較大，并且在60℃以上會發生晶型的轉變，本文在選用氟橡膠為粘結劑時，乙酸乙酯作為溶劑。因此，先進行CL-20在乙酸乙酯中的溶解度試驗。同時，根據包覆過程將乙酸乙酯稀釋10倍進行溶解度試驗。

表1　25℃下 CL-20在粘結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品，一般將溶劑會稀釋在10倍以上，并且有一定的溫度限制。在我們設計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分析

通過紅外光譜對原料CL-20、包覆后CL-20 、加熱后包覆的CL-20進行晶型分析，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在指紋區和特征區的吸收峰一樣，說明不同條件下CL-20未發生晶型轉變，所以選擇的包覆體系過程中CL-20也不會發生晶型轉變。

2.3包覆鈍感產品壓制測試

對制備出的CL-20混合混合炸藥進行機械壓制性能測試。圖2為混合炸藥的產品外觀，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爆炸性能測試

機械感度測試按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 爆炸概率法分別測試包覆前后CL-20的撞擊感度、摩擦感度。測試結果如表1所示。

表1　包覆前后 CL-20的機械感度

由表1可以看出，CL-20用粘結劑包覆及復合鈍感劑后，CL-20的撞擊感度降由100%降至24%，摩擦感度降由100%降至18%，粘結劑與復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。

爆速測試按GJB772A—97方法702.1電測法測試爆速，測試結果如表2所示。

CL-20在經過包覆鈍感處理后，在降低其感度的前提下，高爆速的優勢得到了很好的發揮，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，晶型不會發生轉變。以氟橡膠為粘結劑，采用復合鈍感劑能使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9 100m/s。

參考文獻：

[1]陳魯英，楊培進，張林軍，等.CL-20炸藥性能研究[J].火炸藥學報，2003,26(3:)：65-67.

[2]金韶華,于昭興,歐育湘,等.六硝基六氮雜異伍茲烷包覆鈍感的探索[J].含能材料,2004,12(3):147-150.

[3]廖肅然,羅運軍,楊寅,等.用支化水性聚氨酯包覆HNIW的研究[J].火炸藥學報,2006，29(5):22-24.

[4]楊寅,羅運軍,酒永斌,等.熱塑性聚氨酯彈性體包覆CL-20及對NEPE推進劑性能影響[J].固體火箭技術,2008,31(4):358-362 .

[6]孟征,歐育湘,劉進全,等.蜜胺甲醛樹脂原位聚合法包覆六硝基六氮雜異伍茲烷[J].含能材料,2006,14(5):333-335.

[7]歐育湘,王才，潘澤林.六硝基六氮雜異伍茲烷的感度[J].含能材料，1999,7(3)：100-102.

[8]歐育湘.高能量密度化合物研究進展[C]//未來20年火炸藥技術發展戰略研討會論文集.2001:4-6.

[9]劉海倫，孫曉樂，萬力倫，等.CL-20炸藥包覆研究[C]//含能材料與鈍感彈藥技術學術研討會論文集.2010:114-118.

[10]王小軍，尚鳳琴，王霞，等. 1-甲基-4,5-二硝基咪唑包覆鈍感CL-20研究[J].四川兵工學報，2013(5):120-122.

(責任編輯周江川)