一种DNMT基熔铸炸药的制备及性能研究

李 文， 刘晓勇

(江西新余国科科技股份有限公司，江西 新余 338034)

一种DNMT基熔铸炸药的制备及性能研究

李 文， 刘晓勇

(江西新余国科科技股份有限公司，江西 新余 338034)

为研制钝感的新型熔铸炸药，采用分层铸装的方法，制备了4种不同配比下以DNMT为载体、RDX为主体的熔铸炸药样品，并通过试验方法，考察了不同样品的撞击感度与爆速。结果表明，m(RDX)/m(DNMT)=60/40时，熔态炸药的流动性最好；RDX/DNMT中主体炸药的增多会使熔铸炸药趋于对撞击敏感；m(RDX)/m(DNMT)=65/35时，爆速达到最大。以上结果可为新型熔铸炸药的生产及使用提供指导。

熔铸炸药；DNMT；爆轰性能；制备

引 言

熔铸炸药是指高能炸药固相颗粒加入熔态载体炸药中形成流动态后进行铸装的炸药，是当前世界各国在军事上应用最广泛的一类混合炸药，约占军用混合炸药的90%以上。其典型代表是TNT、黑索今组成的铸装混合炸药，国内称为梯黑炸药(B炸药)[1]。TNT作为载体炸药(熔铸剂)在熔铸炸药中得到了广泛的应用，然而，由于其生产过程中含有红色的硫酸酯化硝基甲苯的废物流，对工人健康和环境都有危害，另外，TNT类炸药存在渗油、收缩、空洞、发脆和膨胀的问题，对弹药的感度、易损性和运输都产生影响[2]。

1-甲基-3，5-二硝基-1，2，4-三唑(DNMT)是一种淡黄色晶体、低感度耐热炸药，易溶于三氯甲烷、丙酮，微溶于水，是一种典型的三唑类硝基化合物。能量为7 280 J/cm3，与B炸药相当，安定性和TATB相当[3]。因此，DNMT具有优异的综合性能, 以DNMT为熔铸剂的熔铸炸药的研究符合炸药的发展要求。国内外关于DNMT为熔铸剂的熔铸炸药的配方及工艺的研究较少，本文的结论可为行业发展提供参考。

1 熔铸炸药制备

1.1 配方设计

一般来讲，混合炸药配方设计应遵循能量、安全性、工艺性和低成本的原则，四者相互关联，缺一不可，以能量为主，同时兼顾安全性、工艺性和成本[4]。参照B炸药的典型成分，分析RDX熔铸炸药在4种配比下即，m(主体炸药)/m(载体炸药)=60/40、63/37、65/35和70/30，熔态炸药的流动特性和爆轰性能。基于(B-W)规则[5]得到各配方中原子组成，如表1所示。

表1 配方中各原子组成

根据文献[5]中的计算方法求得各配方的各项爆炸参数如第7页表2所示。

1.2 试验药品及仪器装置

制备DNMT基熔铸炸药的药品及性质如第7页表3所示。用到的仪器有分析天平、真空烘箱、压机、模具等以及其他常用器材。

表2 4种配方炸药爆轰性能的理论计算结果

表3 药品及主要性质

1.3 制备流程

制备流程如图1所示。采用相同的工艺条件，制备若干组样品待用。

图1 DNMT熔铸炸药制备流程图

其中，载体炸药(DNMT)熔化温度为110 ℃，用真空烘箱对模具进行预热时，温度保持在100 ℃左右。

采用分层铸装的方法，注入到一半高度时，在真空烘箱中保温并抽真空；之后，取出，带模具一起振动；再次进行装药直至注满模具，并重复上述过程。不断进行保温—抽真空—振动过程1 h左右。铸药完毕后，将其从烘箱中取出，放入密闭袋中，在室温下于水中进行冷却。冷却完成后，进行退模操作。必须在防爆室里进行，并缓慢操作，以防摩擦过大引起事故或破坏药柱表面。最后，对药柱表面处理，以使得其表面光滑平整。

采用相同的工艺条件，制备若干组样品待用。

随着主体炸药RDX含量逐渐增加，熔铸过程会出现炸药流动性变差的现象，甚至变为团状，难以浇注。所以，要根据不同的配方(其RDX含量不同)进行熔铸温度的调节。经过试验探索可知，逐渐升高熔铸时的温度能够良好地改善炸药的流动性。

2 性能测试

在进行爆轰性能测试前，对实验制成的药柱样品表面进行验视。选出药柱外表面比较光滑、未出现明显的气孔或裂纹等疵病，且药柱颜色比较均匀，在熔铸过程中未出现颗粒沉降等现象的药柱。利用排水法测得A、B、C、D 4种熔铸药柱的装填密度分别为1.64、1.64、1.66、1.67 g/cm3，分别达到计算的最大理论密度的94.91%、95.02%、95.57%、95.65%，样品可用。

2.1 撞击感度测试

测试选用WL-1型落锤仪，如图2所示。

图2 WL-1型落锤仪

运用特性落高法测试撞击感度。根据撞击感度与刺激量——落高对数值服从正态分布规律，在落锤仪上用“升降法”测定试样发生50%爆炸时的特性落高，表征试样的撞击感度。具体试验方法参照GJB772A-1997。

撞击感度测试条件为：锤重5 kg；药量35 mg；步长d=0.05。配方A的测试结果的部分数据如表4所示，表中，记爆炸为“1”，不爆为“0”。每个配方药柱进行25次试验，共进行100次试验。

表4 配方A撞击感度(特性落高)测试结果数据表

根据升降法进行特性落高的计算，可得4种配方下，Y50的测试结果如表5所示。

表5 4种配方的撞击感度(特性落高法)

撞击感度的结果表明，随着主体炸药RDX含量的增加，撞击感度随之增加，可看出配方A的撞击感度值最小，配方D的撞击感度最大。相比较其他类熔铸炸药，该熔铸炸药感度较高。

2.2 爆速测定

采用测试仪法对研制出的药柱样品进行测试。其测定的基本原理是利用炸药爆轰时波阵面的电离导电特性或压力变化，测定爆轰波依次通过药柱内各探针(用直径为10 μm～20 μm的金属丝制备)所需时间，而探针间的距离在装配时已精确测定，因此爆速可求得。测试仪型号为MZ-C1型，时间分辨率为0.1 μs。爆速测试结果如表6所示。

表6 爆速测试结果

由爆速的测试结果可知，当RDX与DNMT的质量比为65/35时，爆速达到最大。根据理论计算结果可知，主体炸药的含量越多，爆速应越大。但爆速的实际测量结果表明，当两者的配比大于65/35时，样品D由于其流动性的变差，可能存在某些细小的疵病，从而影响了其爆速值。

3 结论

1)m(RDX)/m(DNMT)=60/40时，熔态炸药的流动性最好，质量比为65/35时铸出的药柱成分、密度比较均匀，表面比较光滑，药柱结晶较细，而高出此配比时，均匀性变差。

2) 随着RDX/DNMT中主体炸药的增多，熔铸炸药趋于对撞击敏感。

3)m(RDX)/m(DNMT)=65/35时，爆速达到最大，而配比大于该值时，因样品流动性变差，爆速反而降低。

[1] 任务正，王泽山.火炸药理论与实践[M].北京：中国北方化学工业总公司,2001:206-209.

[2] 王泽山，欧育湘.火炸药科学技术[M].北京:北京理工大学出版社,2002:134-137.

[3] 杨克明.1-甲基-3,5-二硝基-1,2,4-三唑的合成及性能研究[D].太原：中北大学,2011.

[4] 谭彦威，刘玉存，杨宗伟，等.熔铸炸药的研究进展[J].山东化工,2011(5):22-24.

[5] 欧育湘，周智明.炸药合成化学[M].北京:兵器工业出版社,1991：233-234.

ResearchonpreparationandpropertiesofacastingexplosivebasedonDNMT

LIWen,LIUXiaoyong

(JiangxiXinyuGuokeTechnologyCo.,Ltd.,XinyuJiangxi338034,China)

In order to research a new type of insensitive casting explosive, 4 different formulas samples which is supported by DNMT and subjected by RDX were produced by layered cast. And the impact sensitivity and detonation velocity was tested by experiments. The results show that whenm(RDX)/m(DNMT)=60/40, the explosive simple shows the best liquidity.The increase of subject explosive could lead to impact insensitiveness.Whenm(RDX)/m(DNMT) =65/35, the detonation velocity of compound reaches its maximum. This researchprovides further guide for the production and use of new casting explosive.

casting explosive; DNMT; detonation performance; preparation

2017-03-01

李 文，男，1975年出生，2011年毕业于江西科技师范大学，工程师，从事含能材料原理及工艺研究工作。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.03.02

TQ560

A

1004-7050(2017)03-0006-03

科研与开发