CL-20的降感包覆研究

【装备理论与装备技术】

CL-20的降感包覆研究

尚凤琴1，金韶华2，王霞1，李金鑫1,

王小军1，代元权1，马骁1，刘文斌1

( 1.甘肃银光化学工业集团科研所，甘肃 白银730900； 2.北京理工大学 材料学院，北京100000)

摘要：采用溶液-水悬浮-蒸馏法制备出以CL-20为基的混合炸药，并以红外光谱表征CL-20在制备体系中的晶型，测试了CL-20混合炸药的感度性能和爆速；结果表明：在制备体系中CL-20未发生晶型变化，混合炸药撞击感度为24%，摩擦感度为18%，爆速为9 100 m/s。

关键词：混合炸药；CL-20；包覆；感度

收稿日期：2014-10-11

作者简介：尚凤琴(1975—)女,高级工程师,主要从事混合炸药配方设计与制备研究。

doi:10.11809/scbgxb2015.01.007

中图分类号：TJ55

文章编号：1006-0707(2015)01-0025-03

本文引用格式：尚凤琴，金韶华，王霞，等.CL-20的降感包覆研究[J].四川兵工学报，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之后的新一代单质炸药，具有高爆速、高爆压、高爆热的特点[1,2]。CL-20一经出现，就成为火炸药各领域的研究热点。CL-20应用于各类火炸药产品(少数火炸药产品除外)，都可能提高相关武器装备的战技指标。推动CL-20的广泛应用，是研制新型武器装备和现役武器装备更新换代的重要技术途径。CL-20的理论爆速达到9 550m/s，是迄今所知具有应用价值的爆速最高的单质炸药，比HMX的爆速(9 100m/s)高约5%[3-5]。有关研究结果表明：ε-CL-20的爆热比HMX高9.57%，达到6 090J/g(HMX爆热为5 558J/g)[6，7]。但CL-20 自身的感度较高，未经高品质化与表观形貌修饰CL-20的撞击感度高于HMX，与PETN相当[8]；经高品质化和表观形貌修饰CL-20的感度与普通HMX相当或略低于普通HMX[9]。因此，CL-20作为一高能量的含能材料不能直接应用，需用适当的材料对其进行包覆降感。本文主要介绍用一种粘结剂氟橡胶对CL-20的降感包覆研究。

1实验材料与过程

1.1实验仪器与药品

药品：CL-20(自制)、氟橡胶(工业品)、乙酸乙酯(工业品)、复合钝感剂(工业品)、表面活性剂(工业)。

仪器：X-4型数字显示显微熔点测试仪；FT-IR8400S红外光谱仪(KBr压片)；数显恒温加热浴；撞击感度仪；摩擦感度仪；爆速仪；JJ200型电子天平。

1.2实验过程

将3.5g氟橡胶溶解在50L的乙酸乙酯中；在反应器中加入去离子水300mL、CL-20原料95g和微量的水溶性表面活性剂，搅拌约20～30min使CL-20均匀分散开，水浴加热使体系升温至70℃,加入溶解好的粘结剂，搅拌20min形成颗粒，保温30min后使体系自然冷却至40℃，过滤干燥后包覆0.5g复合钝感剂即可得到产品。

2结果与讨论

2.1 CL-20在混合炸药制备体系的溶解度分析

资料及文献报道，CL-20在乙酸乙酯及丙酮的溶解度较大，并且在60℃以上会发生晶型的转变，本文在选用氟橡胶为粘结剂时，乙酸乙酯作为溶剂。因此，先进行CL-20在乙酸乙酯中的溶解度试验。同时，根据包覆过程将乙酸乙酯稀释10倍进行溶解度试验。

表1　25℃下 CL-20在粘结剂体系溶剂中的溶解度

由表1看出，CL-20在稀释10倍的溶剂中几乎不溶解。通常，采用溶液-水悬浮法制备混合产品，一般将溶剂会稀释在10倍以上，并且有一定的温度限制。在我们设计的混合炸药制备体系中，CL-20的溶解度几乎没有影响。

2.2 CL-20在混合炸药制备过程中的晶型试验分析

通过红外光谱对原料CL-20、包覆后CL-20 、加热后包覆的CL-20进行晶型分析，红外光谱如图1所示。

1.原料 CL-20; 2.包覆 CL-20; 3.加热后的包覆 CL-20

从红外光谱图可以看出，不同条件下的CL-20在指纹区和特征区的吸收峰一样，说明不同条件下CL-20未发生晶型转变，所以选择的包覆体系过程中CL-20也不会发生晶型转变。

2.3包覆钝感产品压制测试

对制备出的CL-20混合混合炸药进行机械压制性能测试。图2为混合炸药的产品外观，为黑色颗粒，图3为压制后的药柱，从压制过程及药柱外观观测制备出的CL-20混合炸药压制成型性良好。

图2　 CL-20混合炸药

图3　 CL-20混合炸药药柱

2.4爆炸性能测试

机械感度测试按GJB772A—97方法601.1 撞击感度 爆炸概率法及GJB772A—97方法602.1摩擦感度 爆炸概率法分别测试包覆前后CL-20的撞击感度、摩擦感度。测试结果如表1所示。

表1　包覆前后 CL-20的机械感度

由表1可以看出，CL-20用粘结剂包覆及复合钝感剂后，CL-20的撞击感度降由100%降至24%，摩擦感度降由100%降至18%，粘结剂与复合钝感剂的双重作用，使CL-20的感度大大降低，提高了其使用安全性。

爆速测试按GJB772A—97方法702.1电测法测试爆速，测试结果如表2所示。

CL-20在经过包覆钝感处理后，在降低其感度的前提下，高爆速的优势得到了很好的发挥，是迄今为止爆速最高的混合炸药。

表2　包覆前后 CL-20的爆速

3结论

在本文选定的制备体系中，CL-20的溶解度可以忽略，晶型不会发生转变。以氟橡胶为粘结剂，采用复合钝感剂能使CL-20混合炸药的撞击感度由100%降低到24%，摩擦感度由100%降低到18%，爆速可达9 100m/s。

参考文献：

[1]陈鲁英，杨培进，张林军，等.CL-20炸药性能研究[J].火炸药学报，2003,26(3:)：65-67.

[2]金韶华,于昭兴,欧育湘,等.六硝基六氮杂异伍兹烷包覆钝感的探索[J].含能材料,2004,12(3):147-150.

[3]廖肃然,罗运军,杨寅,等.用支化水性聚氨酯包覆HNIW的研究[J].火炸药学报,2006，29(5):22-24.

[4]杨寅,罗运军,酒永斌,等.热塑性聚氨酯弹性体包覆CL-20及对NEPE推进剂性能影响[J].固体火箭技术,2008,31(4):358-362 .

[6]孟征,欧育湘,刘进全,等.蜜胺甲醛树脂原位聚合法包覆六硝基六氮杂异伍兹烷[J].含能材料,2006,14(5):333-335.

[7]欧育湘,王才，潘泽林.六硝基六氮杂异伍兹烷的感度[J].含能材料，1999,7(3)：100-102.

[8]欧育湘.高能量密度化合物研究进展[C]//未来20年火炸药技术发展战略研讨会论文集.2001:4-6.

[9]刘海伦，孙晓乐，万力伦，等.CL-20炸药包覆研究[C]//含能材料与钝感弹药技术学术研讨会论文集.2010:114-118.

[10]王小军，尚凤琴，王霞，等. 1-甲基-4,5-二硝基咪唑包覆钝感CL-20研究[J].四川兵工学报，2013(5):120-122.

(责任编辑周江川)