RU2616729C1 - Способ получения смесевого пластичного взрывчатого вещества - Google Patents

Способ получения смесевого пластичного взрывчатого вещества Download PDF

Info

Publication number
RU2616729C1
RU2616729C1 RU2016102863A RU2016102863A RU2616729C1 RU 2616729 C1 RU2616729 C1 RU 2616729C1 RU 2016102863 A RU2016102863 A RU 2016102863A RU 2016102863 A RU2016102863 A RU 2016102863A RU 2616729 C1 RU2616729 C1 RU 2616729C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
explosive
mixed
hexogene
binder
hexogen
Prior art date
Application number
RU2016102863A
Other languages
English (en)
Inventor
Дмитрий Владимирович Мильченко
Анатолий Леонидович Михайлов
Сергей Анатольевич Вахмистров
Надежда Николаевна Титова
Сергей Сергеевич Журавлев
Алла Игоревна Пятойкина
Анастасия Викторовна Бессонова
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2016102863A priority Critical patent/RU2616729C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2616729C1 publication Critical patent/RU2616729C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B25/00Compositions containing a nitrated organic compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B25/00Compositions containing a nitrated organic compound
    • C06B25/04Compositions containing a nitrated organic compound the nitrated compound being an aromatic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06CDETONATING OR PRIMING DEVICES; FUSES; CHEMICAL LIGHTERS; PYROPHORIC COMPOSITIONS
    • C06C5/00Fuses, e.g. fuse cords
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06CDETONATING OR PRIMING DEVICES; FUSES; CHEMICAL LIGHTERS; PYROPHORIC COMPOSITIONS
    • C06C5/00Fuses, e.g. fuse cords
    • C06C5/04Detonating fuses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B1/00Explosive charges characterised by form or shape but not dependent on shape of container
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/087Flexible or deformable blasting cartridges, e.g. bags or hoses for slurries
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/087Flexible or deformable blasting cartridges, e.g. bags or hoses for slurries
    • F42B3/093Flexible or deformable blasting cartridges, e.g. bags or hoses for slurries in mat or tape form

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области производства взрывчатых веществ и может быть использовано для получения пластичных ВВ с уменьшенными критическими размерами детонации, применяющихся для изготовления малогабаритных взрывных устройств различного назначения. Описан способ получения смесевого пластичного взрывчатого вещества (ВВ) на основе гексогена и полимерного связующего, включающий смешение компонентов смесевого ВВ и формирование заряда ВВ, в котором предварительно порошкообразный гексоген подвергают возгонке (сублимации) в вакууме при остаточном давлении (2-5)×10-3 Па и при температуре 140-160°С, затем полученный слой сублимированного гексогена механически отделяют от подложки и механически измельчают до частиц дисперсности 250-500 мкм, после чего полученный продукт вводят в раствор связующего в растворителе, выбранном из группы инертных по отношению к гексогену - или в хлороформе, или в петролейном эфире, в качестве связующего используют полиизобутилен, затем удаляют растворитель выпариванием до достижения постоянной массы продукта, после чего окончательно формируют заряд ВВ. Технический результат: получен пластифицированный гексоген со сниженным критическим диаметром. 3 пр.

Description

Изобретение относится к области взрывчатых веществ и может быть использовано для получения пластичных ВВ с уменьшенными критическими размерами детонации, применяющихся для изготовления малогабаритных взрывных устройств различного назначения, в том числе детонирующих шнуров, устройств взрывной логики и автоматики, систем распространения детонации (детонационных разводок).
Актуальность решаемой проблемы обусловлена следующими факторами. В ряде областей техники требуется применение зарядов пластичных ВВ в виде тонких слоев, имеющих толщину менее 1-2 мм, либо в виде прутков или каналов такого же сечения. Критическая толщина детонации ВВ для большинства пластичных ВВ превышает эти значения.
Известен способ получения эластичного взрывчатого вещества (патент РФ №2227132, МПК С06В 45/10, публ. 20.04.2004 г.), согласно которому подвергают смешению ВВ, полимерное связующее (термопластичный эластомер, например, бутадиен-нитрильный каучук) и другие технологические добавки, которые берут в заданных соотношениях, необходимых для изготовления зарядов разнообразной геометрической формы различного назначения, обладающих оптимальным комплексом свойств по прочности, эластичности, морозостойкости и агрессивности.
Однако в известном способе не предусмотрено получение смесевого ВВ, характеризующегося сравнительно высокими пластичными свойствами, и имеющего существенно низкие критические параметры детонации при использовании в зарядах малого размера,.
Известен в качестве прототипа заявляемого способ получения эластичного смесевого ВВ на основе гексогена (патент РФ №2433987, МПК С06В 25/34, публ. 20.11.2011 г.), содержащего 80-90% по массе гексогена и углеводородное связующее, согласно которому около 20% от общей массы гексогена должен составлять нанодисперсный продукт с размером частиц 20-80 нм. Данный технологический прием позволяет снизить критический диаметр детонации заряда до ≈2,5 мм.
К недостаткам прототипа относятся:
- технологическая сложность и взрывоопасность получения нанодисперсного порошка ВВ (работа с пылью ВВ);
- невозможность более существенного снижения критического диаметра детонации заряда путем увеличения доли нанодисперсного ВВ в общем количестве взрывчатого наполнителя. При этом изготовленное смесевое ВВ, содержащее связующее, может утрачивать свои пластичные и эластичные свойства, становится хрупким и рассыпчатым.
Задачей авторов изобретения является разработка способа получения пластифицированного гексогена, имеющего малый критический диаметр детонации.
Новый технический результат, обеспечиваемый при использовании предлагаемого способа получения пластифицированного гексогена, заключается в существенном снижении критического диаметра в 2 и более раз, по сравнению с прототипом.
Указанные задача и новый технический результат обеспечиваются тем, что в отличие от известного способа получения смесевого пластичного взрывчатого вещества (ВВ) на основе гексогена и полимерного связующего, включающего смешение компонентов смесевого ВВ и формирование заряда ВВ, согласно предлагаемому предварительно порошкообразный гексоген подвергают возгонке (сублимации) в вакууме при остаточном давлении (2-5)×10-3 Па и при температуре 140-160°С, затем полученный слой сублимированного гексогена механически отделяют от подложки и механически измельчают до частиц дисперсности 250-500 мкм, после чего полученный продукт вводят в раствор связующего в хлороформе или другом инертном по отношению к гексогену растворителе, причем в качестве связующего преимущественно используется полиизобутилен, затем удаляют растворитель выпариванием до достижения постоянной массы продукта, после чего окончательно формируют заряд ВВ.
Предлагаемый способ поясняется следующим образом.
Предварительно порошкообразный гексоген подвергают возгонке (сублимации) в вакууме при остаточном давлении (2-5)×10-3 Па и при температуре 140-160°С. Затем полученный слой сублимированного гексогена механически отделяют от подложки и механически измельчают до частиц дисперсности 250-500 мкм, после чего полученный продукт вводят в раствор связующего в хлороформе или другом инертном по отношению к гексогену растворителе, причем в качестве связующего преимущественно используется полиизобутилен, удаляют растворитель выпариванием до достижения постоянной массы продукта, после чего окончательно формируют заряд ВВ.
В качестве взрывчатого наполнителя используют гексоген, предварительно перекристаллизованный из ацетона и затем переработанный путем сублимации (возгонки) в вакууме при остаточном давлении (2-5)×10-3 Па и при температуре 140-160°С, с последующим механическим измельчением до определенной дисперсности.
Из предшествующего уровня техники известно, что снижение критических размеров детонации пластичных ВВ в некоторых случаях может быть достигнуто путем использования ВВ-наполнителя в высокодисперсном состоянии и с высокой удельной поверхностью частиц. Например, известно, что уменьшение среднего размера частиц тэна с нескольких сотен мкм до величин менее 10 мкм позволяет снизить критический диаметр детонации пластифицированного тэна примерно на порядок [Котомин А.А. Эластичные взрывчатые материалы. // Российский химический журнал, 1997, т.41, №4, с. 89-101]. Для других ВВ, например гексогена, применение высокодисперсного ВВ в качестве наполнителя имеет меньшую эффективность.
Известно, что практически для всех бризантных ВВ критические размеры детонации (диаметр, сечение, толщина) снижаются с уменьшением размера частиц. Поэтому, теоретически, снижения критических размеров детонации смесевых ВВ в несколько раз можно добиться использованием взрывчатого наполнителя в ультрадисперсном (субмикронном, нанодисперсном) состоянии, с высокой удельной поверхностью.
Однако, как это свидетельствуют экспериментальные исследования, в случае, если при использовании в составе пластичного смесевого ВВ ультрадисперсного взрывчатого наполнителя с высокой удельной поверхностью массовая доля связующего и/или пластификатора выбирается той же, что была выбрана для рецептуры смесевого ВВ на основе штатного, грубодисперсного взрывчатого наполнителя, пластичность готового смесевого ВВ в той или иной степени ухудшается. Продукт может стать хрупким, и из него становится невозможно изготовить заряды методом вальцевания или фильерирования. Для сохранения пластичности на приемлемом уровне необходимо увеличивать долю связующего, но это, в свою очередь, приводит к ухудшению детонационных свойств, росту критических размеров детонации. Данный эффект значительно выражен для смесевых ВВ на основе гексогена, поэтому ультрадисперсный гексоген может быть применен как добавка только в ограниченных количествах, что имеет место, например, в прототипе.
Снижение критических размеров детонации ВВ при одинаковых или близких значениях дисперсности или удельной поверхности, а также плотности, может быть достигнуто также за счет использования методов кристаллизации, приводящих к получению кристаллов, содержащих значительное количество микродефектов микронного и субмикронного размера (закрытых микропор, дислокаций, межзеренных границ в поли кристаллите и др.).
Наиболее эффективным, как это подтверждено экспериментально, способом получения ВВ в состоянии с высокодефектной структурой кристаллов является возгонка (сублимация) ВВ в вакууме с последующим осаждением на подложку. Критическая толщина детонации в осажденном слое сублимированного ВВ - в несколько раз меньше, чем для прессованного заряда высокодисперсного ВВ. Осажденный слой ВВ может быть отделен от подложки, механически измельчен и использован для приготовления смесевых ВВ с пониженными критическими размерами детонации.
Для механического отделения полученного возгонкой тонкослойного ВВ могут быть использованы вибрационные методы, или ручные инструменты (например, скребки, стамески).
Таким образом, как это показали эксперименты, при использовании предлагаемого способа получения смесевого пластичного взрывчатого вещества обеспечивается существенное уменьшение критических размеров ВВ (критическая толщина, критический диаметр, критическое сечение детонации) и повышение стабильности детонационных характеристик ВВ в зарядах малого размера.
Возможность промышленного применения предлагаемого изобретения подтверждается следующими примерами.
Пример 1.
Гексоген промышленного производства со средним размером кристаллов 300-400 мкм, по данным ситового анализа, помещают в термический испаритель вакуумной установки. Над испарителем на расстоянии 30-50 мм расположена подложка, изготовленная из алюминия, фторопласта или другого материала, химически инертного по отношению к гексогену. Вакуумную камеру вакуумируют до остаточного давления (2-5)×10-3 Па, затем включают нагреватель и доводят температуру испарителя до 140-160°С, продолжая поддерживать указанное выше остаточное давление. При диаметре испарителя 90 мм возгоняется около 12 г гексогена за 1 час.
Время возгонки оценивается исходя из того, что скорость возгонки может составлять 0,2-0,5 г ВВ на 1 см2 площади испарителя в час, в зависимости от температуры и конструкции испарителя, и более точно определяется опытным путем для конкретной вакуумной установки.
По окончании возгонки испаритель охлаждают, снимают подложку и скребком из цветного металла отделяют сублимированный гексоген от подложки.
Отделенный от подложки гексоген увлажняют этиловым или изопропиловым спиртом и в увлажненном состоянии продавливают через сито с диаметром ячеек 250-500 мкм. После сушки полученный продукт используют для изготовления пластичного ВВ, для чего гексоген смешивают с раствором полиизобутилена в хлороформе, петролейном эфире или другом инертном по отношению к гексогену растворителе, упаривают при постоянном перемешивании, сушат и окончательно формируют заряд ВВ.
Критический диаметр детонации заряда пластичного ВВ, полученного на основе сублимированного гексогена, составляет 1,1-1,3 мм (заряд без жесткой оболочки). Для сравнения, критический диаметр детонации заряда пластичного ВВ, полученного на исходном гексогене, составляет 2,5-3,2 мм, для различных партий гексогена.
Пример 2.
Отличается от примера 1 тем, что в качестве исходного был взят гексоген со средним размером кристаллов 100-150 мкм или менее. Возгонка гексогена такой дисперсности сопровождается спеканием и происходит неравномерно. Для того чтобы перевести гексоген в более крупнокристаллическое состояние, его растворяют в ацетоне до насыщения и упаривают при температуре 20-50°С. Далее гексоген возгоняют, измельчают и готовят пластичное ВВ аналогично описанному в примере 1. Детонационные свойства полученного ВВ также аналогичны описанному в примере 1, критический диаметр детонации составляет 1,1-1,3 мм.
Пример 3.
Восемь одинаковых цилиндрических зарядов из пластифицированного гексогена, на основе гексогена заводского производства, одновременно (±0,05 мкс) подорвали с помощью капсюлей-детонаторов, и измерили время их срабатывания. Разновременность (максимальная разница во временах срабатывания зарядов) составила 0,79 мкс.
Аналогичным образом были испытаны восемь зарядов того же размера, приготовленных на основе сублимированного (возогнанного) гексогена. Разновременность срабатывания зарядов в этом случае составила 0,27 мкс.
Данный пример показывает, как уменьшение критических размеров детонации ВВ приводит к повышению стабильности детонационных характеристик его зарядов.
Как показали экспериментальные исследования, при использовании всех условий и режимов предлагаемого способа обеспечивается существенное уменьшение критических размеров ВВ (критическая толщина, критический диаметр, критическое сечение детонации) и повышение стабильности детонационных характеристик ВВ в зарядах малого размера.

Claims (1)

  1. Способ получения смесевого пластичного взрывчатого вещества (ВВ) на основе гексогена и полимерного связующего, включающий смешение компонентов смесевого ВВ и формирование заряда ВВ, отличающийся тем, что предварительно порошкообразный гексоген подвергают возгонке (сублимации) в вакууме при остаточном давлении (2-5)×10-3 Па и при температуре 140-160°С, затем полученный слой сублимированного гексогена механически отделяют от подложки и механически измельчают до частиц дисперсности 250-500 мкм, после чего полученный продукт вводят в раствор связующего в растворителе, выбранном из группы инертных по отношению к гексогену - или в хлороформе, или в петролейном эфире, в качестве связующего используют полиизобутилен, затем удаляют растворитель выпариванием до достижения постоянной массы продукта, после чего окончательно формируют заряд ВВ.
RU2016102863A 2016-01-28 2016-01-28 Способ получения смесевого пластичного взрывчатого вещества RU2616729C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016102863A RU2616729C1 (ru) 2016-01-28 2016-01-28 Способ получения смесевого пластичного взрывчатого вещества

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016102863A RU2616729C1 (ru) 2016-01-28 2016-01-28 Способ получения смесевого пластичного взрывчатого вещества

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2616729C1 true RU2616729C1 (ru) 2017-04-18

Family

ID=58642559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016102863A RU2616729C1 (ru) 2016-01-28 2016-01-28 Способ получения смесевого пластичного взрывчатого вещества

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2616729C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107098867A (zh) * 2017-04-20 2017-08-29 中国人民解放军63908部队 一种提取固体云爆剂中黑索金的方法
RU2715195C1 (ru) * 2019-03-29 2020-02-25 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Способ изготовления взрывчатого наноструктурированного материала

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2009129231A (ru) * 2009-07-30 2011-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр "НИИ прикладной химии" (RU) Взрывчатая композиция многофункционального действия
RU2433987C1 (ru) * 2010-04-01 2011-11-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Красноармейский Научно-Исследовательский Институт Механизации" Эластичный взрывчатый состав
US20150259262A1 (en) * 2014-02-26 2015-09-17 Orbital Atk, Inc. Compositions usable as flare compositions, countermeasure devices containing the flare compositions, and related methods

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2009129231A (ru) * 2009-07-30 2011-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр "НИИ прикладной химии" (RU) Взрывчатая композиция многофункционального действия
RU2433987C1 (ru) * 2010-04-01 2011-11-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Красноармейский Научно-Исследовательский Институт Механизации" Эластичный взрывчатый состав
US20150259262A1 (en) * 2014-02-26 2015-09-17 Orbital Atk, Inc. Compositions usable as flare compositions, countermeasure devices containing the flare compositions, and related methods

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107098867A (zh) * 2017-04-20 2017-08-29 中国人民解放军63908部队 一种提取固体云爆剂中黑索金的方法
CN107098867B (zh) * 2017-04-20 2019-09-03 中国人民解放军63908部队 一种提取固体云爆剂中黑索金的方法
RU2715195C1 (ru) * 2019-03-29 2020-02-25 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Способ изготовления взрывчатого наноструктурированного материала

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Qiu et al. RDX-based nanocomposite microparticles for significantly reduced shock sensitivity
Zhang et al. Preparation and properties of Submicrometer‐Sized LLM‐105 via Spray‐Crystallization method
Yang et al. Preparation and properties study of Core‐Shell CL‐20/TATB composites
Liu et al. Effect of drying on particle size and sensitivities of nano hexahydro-1, 3, 5-trinitro-1, 3, 5-triazine
An et al. Preparation and Properties of 2, 6‐Diamino‐3, 5‐dinitropyrazine‐1‐oxide based Nanocomposites
Ye et al. Formation and properties of HMX-based microspheres via spray drying
RU2616729C1 (ru) Способ получения смесевого пластичного взрывчатого вещества
van der Heijden et al. Energetic materials: crystallization, characterization and insensitive plastic bonded explosives
DE69513110T2 (de) Verfahren zur Herstellung von exotherm reagierenden Zusammensetzungen
KR940004638B1 (ko) 에틸렌 초산비닐 공중합 수지를 결합제로 사용한 압축형 복합화약 및 그의 제조방법
Wang et al. Preparation of Nano‐DAAF Explosive with Improved Initiation Sensitivity
CA1267288A (en) Method of phylegmatization of crystalline explosives and other explosive srystalline substances, as well as a method of producing plastic bond explosives and substances produced according to the method
US9790137B1 (en) Nanoscale cocrystalline explosives
KR101182328B1 (ko) Hniw를 이용한 고밀도 고성능 복합화약 및 그 제조방법
US8936689B1 (en) Insensitive explosives and process therefore
US9212102B1 (en) Spray drying of metallized explosive
DE2412523A1 (de) Pyrotechnische substanzen und verfahren zu ihrer herstellung
US11104620B1 (en) Bead milled spray dried nano-explosive
An et al. GAP/DNTF based PBX explosives: A novel formula used in small sized explosive circuits
RU2607206C2 (ru) Способ приготовления пластичного взрывчатого состава
Pessina et al. The longstanding challenge of the nanocrystallization of 1, 3, 5-trinitroperhydro-1, 3, 5-triazine (RDX)
Shi et al. Preparation and Properties of 1, 3, 5, 7-Tetranitro-1, 3, 5, 7-Tetrazocane-based Nanocomposites.
KR101714736B1 (ko) 서브마이크론과 마이크론 크기의 구형 rdx 입자 제조방법
US9073800B1 (en) Insensitive high energy crystaline explosives
CN110845285B (zh) 降低高氯酸铵吸湿性的方法