RU2607206C2 - Способ приготовления пластичного взрывчатого состава - Google Patents
Способ приготовления пластичного взрывчатого состава Download PDFInfo
- Publication number
- RU2607206C2 RU2607206C2 RU2014154212A RU2014154212A RU2607206C2 RU 2607206 C2 RU2607206 C2 RU 2607206C2 RU 2014154212 A RU2014154212 A RU 2014154212A RU 2014154212 A RU2014154212 A RU 2014154212A RU 2607206 C2 RU2607206 C2 RU 2607206C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- explosive
- plastic
- suspension
- crystalline
- producing
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B45/00—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
- C06B45/04—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive
- C06B45/06—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive the solid solution or matrix containing an organic component
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B21/00—Apparatus or methods for working-up explosives, e.g. forming, cutting, drying
- C06B21/0008—Compounding the ingredient
- C06B21/0025—Compounding the ingredient the ingredient being a polymer bonded explosive or thermic component
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B25/00—Compositions containing a nitrated organic compound
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии взрывчатых веществ, а именно пластичных взрывчатых составов, используемых в конструкциях взрывных зарядов. Способ приготовления пластичного взрывчатого состава заключается в смешивании кристаллического взрывчатого вещества (ВВ) с раствором пластичного полимера в летучем растворителе, последующей отгонке растворителя, грануляции и сушке. Перед смешиванием компонентов кристаллическое ВВ из класса нитроэфиров или нитроаминов обрабатывают путем измельчения для увеличения дефектности кристаллов ВВ и получения округлой формы частиц, близкой к сфере или эллипсоиду, со средним размером 5-10 мкм. Измельчение осуществляют механически путем обработки в шаровой или планетарной мельницах или в ультразвуковом диспергаторе в виде суспензии. В качестве дисперсионной жидкости суспензии для мельниц применяют этиловый спирт или другую жидкость, сравнимую со спиртом по вязкости, смачиваемости, летучести и растворимости в ней данного ВВ, для ультразвукового диспергирования - дистиллированную воду. Применение частиц округлой формы обеспечивает улучшение реологических свойств состава; дефектность кристаллов ВВ приводит к уменьшению критического диаметра. Технология изготовления пластичного ВВ оптимизирована за счет исключения операции перекристаллизации ВВ из ацетона как более сложной и опасной по сравнению с механической обработкой суспензии. 4 пр.
Description
Изобретение относится к технологии взрывчатых веществ, а именно к области пластичных взрывчатых составов, используемых в конструкциях взрывных зарядов.
Известен способ смешения компонентов взрывчатых составов (патент RU 2259984, опубл. 10.09.2005, МПК C06B 21/00). Способ смешения включает перемешивание смеси порошков твердого отвердителя и взрывчатого вещества (ВВ) в жидком пластификаторе. Частицы высокодисперсного отвердителя вследствие обладания высокой поверхностной энергией склонны к образованию прочных агломератов, что ухудшает реологические свойства состава. Предлагается предварительное размешивание порошкообразного отвердителя в пластификаторе, входящем в рецептуру состава, что обеспечивает разрушение агломератов и равномерное их распределение в приготавливаемом составе за минимальное время.
Недостатком данного способа является то, что для обеспечения разрушения прочных агломератов порошкообразного компонента и улучшения реологических свойств системы требуется введение дополнительной операции перемешивания твердой фазы в жидком пластификаторе.
Известен (патент США 2002/0096233 A1, 25.07.2002) литьевой (pourabl) пластичный (plastic-bondid) заряд взрывчатого вещества (ВВ) и способ его изготовления, состав которого включает полимерное связующее, пластификатор и металлический порошок, при этом частицы порошка имеют сферическую форму (заявлен диаметр 0,1-5 мкм), что обеспечивает понижение вязкости системы при 50°C. Вязкость состава, содержащего 90% твердой фазы (ВВ + металл), соответствует вязкости аналогичного состава, с содержанием твердой фазы ВВ 85% (без металла). Авторы объясняют этот эффект тем, что сферические частицы выполняют в смеси роль смазки между частицами ВВ неправильной формы (coarse-grained).
Недостатком данного способа увеличения пластичности является то, что он применим лишь к взрывчатым веществам, содержащим металлы. Добавка металлов к мощным пластичным ВВ приводит к увеличению их критического диаметра, что во многих случаях недопустимо.
Известен патент RU 2383518, опубл. 10.03.2010, МПК C06B 25/34, в котором заявляется взрывчатый состав, представляющий собой смесь мощного бризантного взрывчатого вещества и пластичного полимера. Изобретение направлено на создание пластичного взрывчатого состава для изготовления тонкослойных зарядов.
В описании изобретения представлен способ его приготовления, заключающийся в смешивании кристаллического взрывчатого вещества (бензотрифуроксан) с 5% раствором пластичного полимера (смесь низкомолекулярного и высокомолекулярного полиизобутилена в соотношении 2:1) в летучем растворителе (хлороформ), последующей отгонкой растворителя, грануляцией и сушкой. После сушки гранулы полученного состава перерабатывают в тонкослойные заряды по существующим технологиям (технологии в описании не указаны, вероятно, вальцевание или фильерирование). Данное изобретение выбрано в качестве прототипа.
К недостаткам данного способа относится следующее.
Реологические свойства пластичного ВВ в описании представлены качественно: жесткие пластины, эластичные пластины, мягкие пластины.
При этом главный критерий качества пластичного ВВ - устойчивая детонация тонких слоев (~0.5 мм) - для эластичных и мягких пластин не достигнута.
На наш взгляд, причиной трудности получения пластичных тонких слоев ВВ является отсутствие в технологии процесса подготовки кристаллического ВВ: в состоянии поставки частицы порошка ВВ находятся в виде ограненных кристаллов (как правило, призм), что отрицательно сказывается на реологических свойствах смеси (пластичность, эластичность, мягкость).
Некоторые исключительно важные газодинамические (рабочие) параметры пластичных взрывчатых веществ (ВВ), такие как критический диаметр, зависимость скорости детонации от диаметра и плотности, чувствительность к ударной волне и к другим видам инициирующего импульса, сильно зависят от кристаллической структуры индивидуального ВВ - наполнителя (основы пластичного ВВ). Под структурой в данном случае понимается не только морфология (форма и размеры кристаллов), но и их дефектность, т.е. плотность дислокаций, двойникование кристаллов и т.п.
Задачей предлагаемого изобретения является улучшение реологических свойств пластичного взрывчатого состава (пластичности ВВ) и достижение устойчивой детонации тонких слоев.
При использовании изобретения достигается следующий технический результат:
- улучшаются реологические свойства составов: они становятся более пластичными;
- за счет дефектности кристаллов ВВ уменьшается критический диаметр по сравнению с применением в качестве исходного перекристаллизованного ВВ;
- оптимизируется технология изготовления пластичного ВВ за счет исключения операции перекристаллизации ВВ из ацетона как более сложной и опасной по сравнению с механической обработкой суспензии.
Для решения поставленной задачи и достижения технического результата предлагается способ приготовления пластичного взрывчатого состава, заключающийся в смешивании кристаллического взрывчатого вещества с раствором пластичного полимера в летучем растворителе, последующей отгонки растворителя, грануляции и сушки, в котором согласно изобретению перед смешиванием компонентов кристаллическое взрывчатое вещество из класса нитроэфиров или нитроаминов обрабатывают путем измельчения для увеличения дефектности кристаллов ВВ и получения округлой формы частиц, близкой к сфере или эллипсоиду со средним размером 5-10 мкм. Измельчение кристаллического взрывчатого вещества осуществляют механически путем обработки в шаровой или планетарной мельницах или в ультразвуковом диспергаторе в виде суспензии. В качестве дисперсионной жидкости суспензии для шаровой и планетарной мельниц применяют этиловый спирт или другую жидкость, сравнимую со спиртом по вязкости, смачиваемости, летучести и растворимости в ней данного взрывчатого вещества, для ультразвукового диспергирования - дистиллированную воду.
За счет округлой формы частиц ВВ улучшаются реологические свойства (пластичность) взрывчатого состава (гидросопротивление призмы больше, чем шара), при этом за счет увеличения дефектности кристаллов ВВ, приобретенной при обработке его путем измельчения, по сравнению с перекристаллизованным ВВ, увеличивается ударно-волновая чувствительность пластичного ВВ, за счет чего устойчивая детонация реализуется в тонких слоях пластичного ВВ.
Средний размер частиц ВВ после измельчения составляет 5-10 мкм. Измельчение твердой фазы до средних размеров частиц менее 5 мкм (при том же самом содержании полимера-пластификатора) приводит к ухудшению пластичности за счет увеличения поверхности частиц и, соответственно, увеличения сил поверхностного трения. Увеличение содержания полимера приводит к увеличению критического диаметра (толщины). Укрупнение свыше 10 мкм приводит к расслоению системы полимерный пластификатор/твердая фаза ВВ и также к увеличению критического диаметра (толщины).
Оптимальный для применения в пластичных ВВ размер частиц обеспечивают за счет длительности механической обработки. Диапазон 5-10 мкм выбран по результатам экспериментов по исследованию ударно-волновой чувствительности смесей мощных бризантных ВВ с полимерами-пластификаторами.
Пример 1
Порошок бризантного ВВ класса нитраминов с кристаллической плотностью не менее 1,7 г/см3 в количестве 50 г загружают в барабан шаровой мельницы (диаметр барабана 100 мм, вращение 1 оборот в секунду, шары алюминиевые) и добавляют 200 мл этилового спирта. Обрабатывают суспензию в мельнице в течение двух часов. Фильтруют суспензию на вакуум-фильтре и сушат при температуре 60-80°C в течение четырех часов. Полученный порошок имеет удельную поверхность 5500 см2/г (средний размер частиц ~6 мкм). Порошок смешивают с полиизобутиленом (15%), добавляют хлороформ до получения тестообразной массы. Массу перемешивают до гомогенности и сушат в потоке воздуха в вытяжном шкафу, после чего получают из нее пластины многократной распрессовкой.
Пластичные, эластичные, мягкие пластины толщиной 0,3 мм устойчиво детонируют от тэнового детонатора диаметром 8 мм, тогда как пластины, полученные из пластичного ВВ на основе перекристаллизованного ВВ (прототип), детонируют неустойчиво.
Пример 2
Получают суспензию исходного крупнокристаллического порошка ВВ (класса нитроэфиров) в дистиллированной воде, содержание ВВ в воде 10-15% по массе. Суспензию обрабатывают при использовании ультразвукового диспергатора.
Условия диспергирования:
- частота ультразвука - 44 кГц;
- мощность 400 Вт;
- диаметр излучателя - 15 мм;
- применялся полусферический концентратор из н/стали диаметром 20 мм;
- длительность обработки - 30 мин.
После диспергирования - фильтрация, сушка на воздухе и приготовление пластичного ВВ в условиях, аналогичных условиям примера 1.
Пластичные, эластичные, мягкие пластины толщиной 0,4 мм устойчиво детонируют от тэнового детонатора диаметром 8 мм. Пластины, полученные из пластичного ВВ на основе перекристаллизованного ВВ (прототип), детонируют неустойчиво.
Приведенные примеры показывают возможность реализации заявленного технического результата.
Реологические свойства (мягкость и эластичность) пластичного ВВ, полученного из измельченного крупнокристаллического (исходного) ВВ, существенно улучшаются по сравнению с применением в качестве исходного перекристаллизованного ВВ.
Пример 3
Порошок тэна (PETN, пентаэритриттетранитрат), размеры частиц 200-400 мкм, в количестве 20 г загружают в барабан планетарной мельницы Пульверизетте-6 (диаметр барабана 100 мм, вращение диска 2 оборота в секунду, шары стальные диаметр 20 мм, заполнение – 0,5 объёма барабана) и добавляют 200 мл этилового спирта. Обрабатывают суспензию в мельнице в течение 10 минут. Отделяют суспензию от шаров на сите, фильтруют на вакуум-фильтре и сушат при температуре 60-80°С в течение четырех часов. Полученный порошок имеет удельную поверхность 4500 см2/г (средний размер частиц ~8 мкм). Порошок смешивают с полиизобутиленом (15 мас.%), добавляют хлороформ до получения тестообразной массы. Массу перемешивают до гомогенности и сушат в потоке воздуха в вытяжном шкафу, после чего получают из неё пластины вальцеванием. Эластичные мягкие пластины толщиной 0,25 мм устойчиво детонируют от тэнового детонатора диаметром 8 мм.
Пример 4
Порошок октогена (HMX, циклотетраметилентетранитрамин, 1,3,5,7-тетранитро-1,3,5,7-тетраазациклооктан), размер частиц 200-300 мкм, в количестве 50 г загружают в барабан шаровой мельницы (диаметр барабана 100 мм, вращение барабана 1 оборот в секунду, шары алюминиевые диаметр 10 мм, заполнение – 0,5 объема барабана) и добавляют 300 мл изопропилового спирта. Обрабатывают суспензию в мельнице в течение одного часа. Отделяют суспензию от шаров на сите, фильтруют на вакуум-фильтре и сушат при температуре 60-80°С в течение четырех часов. Полученный порошок имеет удельную поверхность 5000 см2/г (средний размер частиц ~7 мкм). Порошок смешивают с полиизобутиленом (15 мас.%), добавляют хлороформ до получения тестообразной массы. Массу перемешивают до гомогенности и сушат в потоке воздуха в вытяжном шкафу, после чего получают из неё пластины многократной распрессовкой.
Эластичные мягкие пластины толщиной 0,4 мм устойчиво детонируют от тэнового детонатора диаметром 8 мм.
Claims (1)
- Способ приготовления пластичного взрывчатого состава, заключающийся в смешивании кристаллического взрывчатого вещества (ВВ) с раствором пластичного полимера в летучем растворителе, последующей отгонке растворителя, грануляции и сушке, отличающийся тем, что перед смешиванием компонентов кристаллическое взрывчатое вещество из класса нитроэфиров или нитроаминов обрабатывают путем измельчения для увеличения дефектности кристаллов ВВ и получения округлой формы частиц, близкой к сфере или эллипсоиду, при этом средний размер частиц BB составляет 5-10 мкм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014154212A RU2607206C2 (ru) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | Способ приготовления пластичного взрывчатого состава |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014154212A RU2607206C2 (ru) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | Способ приготовления пластичного взрывчатого состава |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014154212A RU2014154212A (ru) | 2016-07-20 |
| RU2607206C2 true RU2607206C2 (ru) | 2017-01-10 |
Family
ID=56413335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014154212A RU2607206C2 (ru) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | Способ приготовления пластичного взрывчатого состава |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2607206C2 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2671340C1 (ru) * | 2017-09-18 | 2018-10-30 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Пластичный взрывчатый состав |
| RU2756081C1 (ru) * | 2020-09-07 | 2021-09-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Термопластичный взрывчатый состав и способ его изготовления |
| RU2794210C1 (ru) * | 2022-04-22 | 2023-04-12 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ изготовления смесевого взрывчатого вещества |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA882031A (en) * | 1971-09-28 | B. Wells Franklin | Flexible explosive and process therefor | |
| US4014720A (en) * | 1975-10-28 | 1977-03-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Flexible explosive composition comprising particulate RDX, HMX, or PETN and a high viscosity introcellulose binder plasticized with TEGDN |
| US5529649A (en) * | 1993-02-03 | 1996-06-25 | Thiokol Corporation | Insensitive high performance explosive compositions |
| JP2000154084A (ja) * | 1997-11-26 | 2000-06-06 | Asahi Chem Ind Co Ltd | ヘキサニトロヘキサアザイソウルチタン組成物及び該組成物を配合して成る高性能火薬組成物 |
| RU2383518C1 (ru) * | 2008-09-15 | 2010-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Технической Физики имени академика Е.И. Забабахина" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИТФ имени академика Е.И. Забабахина") | Взрывчатый состав |
-
2014
- 2014-12-29 RU RU2014154212A patent/RU2607206C2/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA882031A (en) * | 1971-09-28 | B. Wells Franklin | Flexible explosive and process therefor | |
| US4014720A (en) * | 1975-10-28 | 1977-03-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Flexible explosive composition comprising particulate RDX, HMX, or PETN and a high viscosity introcellulose binder plasticized with TEGDN |
| US5529649A (en) * | 1993-02-03 | 1996-06-25 | Thiokol Corporation | Insensitive high performance explosive compositions |
| JP2000154084A (ja) * | 1997-11-26 | 2000-06-06 | Asahi Chem Ind Co Ltd | ヘキサニトロヘキサアザイソウルチタン組成物及び該組成物を配合して成る高性能火薬組成物 |
| RU2383518C1 (ru) * | 2008-09-15 | 2010-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Технической Физики имени академика Е.И. Забабахина" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИТФ имени академика Е.И. Забабахина") | Взрывчатый состав |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2671340C1 (ru) * | 2017-09-18 | 2018-10-30 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Пластичный взрывчатый состав |
| RU2756081C1 (ru) * | 2020-09-07 | 2021-09-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Термопластичный взрывчатый состав и способ его изготовления |
| RU2794210C1 (ru) * | 2022-04-22 | 2023-04-12 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ изготовления смесевого взрывчатого вещества |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014154212A (ru) | 2016-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | Thermal Sensitivity of HMX Crystals and HMX‐Based Explosives Treated under Various Conditions | |
| Ye et al. | Formation and properties of HMX-based microspheres via spray drying | |
| CN109293459B (zh) | 一种雷管装配用炸药及其制备方法 | |
| Zhang et al. | Preparation and Properties of Submicrometer‐Sized LLM‐105 via Spray‐Crystallization Method | |
| RU2008142975A (ru) | Пиротехнические частицы больших размеров, способ их получения и применение | |
| Liu et al. | Effect of drying on particle size and sensitivities of nano hexahydro-1, 3, 5-trinitro-1, 3, 5-triazine | |
| Szczygielska et al. | Friction sensitivity of the ε-CL-20 crystals obtained in precipitation process | |
| RU2607206C2 (ru) | Способ приготовления пластичного взрывчатого состава | |
| US8936689B1 (en) | Insensitive explosives and process therefore | |
| Kim et al. | Solvent effect on particle morphology in recrystallization of HMX (cyclotetramethylenetetranitramine) using supercritical carbon dioxide as antisolvent | |
| CN101585744B (zh) | 硝酸铵的超临界流体技术包覆改性工艺 | |
| US9850180B1 (en) | Method for manufacture of amorphous energetics | |
| CN108976176A (zh) | 3，3’-二氨基-4, 4’-氧化偶氮呋咱炸药晶体的细化方法 | |
| KR101182328B1 (ko) | Ｈｎｉｗ를 이용한 고밀도 고성능 복합화약 및 그 제조방법 | |
| US9212102B1 (en) | Spray drying of metallized explosive | |
| RU2616729C1 (ru) | Способ получения смесевого пластичного взрывчатого вещества | |
| KR101714736B1 (ko) | 서브마이크론과 마이크론 크기의 구형 rdx 입자 제조방법 | |
| US9073800B1 (en) | Insensitive high energy crystaline explosives | |
| CN103641670B (zh) | 一种包覆rdx和hmx的方法及其包覆材料 | |
| US9682895B1 (en) | Bead milled spray dried nano-explosives | |
| Huang et al. | Effect of Habit Modifiers on Morphology and Properties of Nano‐HNS Explosive in Prefilming Twin‐Fluid Nozzle‐Assisted Precipitation | |
| US9701592B1 (en) | Single-step production method for nano-sized energetic cocrystals by bead milling and products thereof | |
| US11104620B1 (en) | Bead milled spray dried nano-explosive | |
| Li et al. | Influence of energetic plasticizer bis (2, 2-dinitropropyl) acetal/formal on properties of ε-CL-20 based pressed polymer-bonded explosives | |
| Jiang et al. | Control of Particle Size and Shape of ε-HNIW in Drowning-out Crystallization |