浅谈炸药的发展现状

杨大为

摘 要：随着现代工业经济的发展，炸药的应用变得越来越广泛，人们从对炸药的一无所知到熟悉运用经理几千年的发展。尽管炸药带来的危害很大，但它仍然在各个领域中扮演重要的角色。本文简要介绍了几种炸药的类型和特点，通过对几类常见炸药的介绍有利于对日后炸药的应用和改进。

关键词：炸药 乳化炸药 进展

炸药，是能在极短时间内剧烈燃烧（即爆炸）的物质，是在一定的外界能量的作用下，由自身能量发生爆炸的物质。一般情况下，炸药的化学及物理性质稳定，但不论环境是否密封，药量多少，甚至在外界零供氧的情况下，只要有较强的能量（起爆药）激发，炸药就会对外界进行稳定的爆轰式作功。炸药爆炸时，能释放出大量的热能并产生高温高压气体，对周围物质起破坏、抛掷、压缩等作用。

本文简要介绍几种常见炸药，主要分为共晶炸药、混合炸药以及乳化炸药。

一、共晶炸药

共晶是由两种或两种以上的中性分子组分在分子间氢键或其他非共价键作用下，以固定的化学计量比结合而成的结构单元按次序重复排列的多组分分子晶体，其中形成共晶的各组分在室温下都为固体。一般可将共晶视为是对现有的结晶固体种类（多晶型物、溶剂化物和盐类）的补充。最早报道的共晶是FriedrichWohler于1844年研究得到的醒氢醒共晶，已有160多年的历史。随后，由于共晶的形成能够改善物质的熔点、溶解度、化学稳定性、生物利用度等重要性能，其在药学、纺织、化学处理等領域得到了广泛的研究和应用。

形成共晶的条件是比较苛刻的，共结晶现象是发生在特殊条件下的一种结晶行为。归纳起来其形成条件主要有以下几点：1.组分间具有较强的分子间作用力：形成共晶的单一组分应该有相适宜的结构，分子之间能形成较强的两两相互作用，以形成较稳定的超分子合成子，从而进一步形成共晶。2.溶解度相近：在共晶的生长过程中固相和溶剂相的平衡是影响共晶析出的重要因素。可用三元相图来解释共晶的形成，相图会随着各组分溶解度的不同而变化，不同的溶解度将改变相图中热力学有利的共晶相区域的位置和大小。对于溶解度相近且物质的量相等的两组分，通过溶剂蒸发法等可形成物质的量比为1：1的共晶，其共晶形成相图较简单、有规律，共晶的形成相对容易；而溶解度相差较大的两组分形成共晶时的相图较复杂，不便于观察分析，共晶也不易形成。因此，在共晶炸药的制备中，应尽可能选择对各组分溶解度都相近的溶剂，以扩大共晶区，利于共晶的产生。

二、混合炸药

先进武器弹药伴随着含能材料技术的发展和应用而不断发展。混合炸药由于能够弥补单质炸药在品种、成型工艺、原料来源和成本等方面的不足，选择性和适应性更高，是武器实现毁伤作用的最终使用形式，在武器装药中起着至关重要的作用。混合炸药设计技术是含能材料技术的一个重要方向，牵引着新型含能材料合成、结晶等学科的发展。对于混合炸药而言，不仅要考虑能量与安全性这些基本性能，还需要考虑材料相容性、成型、机加、力学等综合性能。经过多年的发展，世界各国相继研发了以不同炸药为基础，能够实现不同毁伤方式的炸药配方，以满足武器弹药的应用需求。总体上看，混合炸药应该具有高的密度和能量输出、良好的安全和工艺性能。

从特点上看，混合炸药属于高填充体系的复合材料，涉及含能材料介观、宏观尺度的科学问题。配方中通常包含主体炸药、高分子粘结剂、熔铸载体、降感剂、增塑剂、其它功能添加剂等，每种组分所起作用不同，但功能上的协同效应对配方设计十分重要。混合炸药的能量、安全性、力学性能、成本等往往不可兼得，需要综合匹配设计，因此一种炸药可能在定型后很长一段时间仍然在不断改进和发展，实现综合性能不断提升。

三、乳化炸药

乳化炸药是借助乳化剂的作用，使氧化剂盐水溶液的微滴均匀分散在含有分散气泡等多孔物质的油相连续介质中，形成的一种油包水型的乳胶状炸药。在高纬度地区，如哈萨克斯坦以及我国北方大面积冰雪覆盖区域，进行工程爆破作业时，对乳化炸药的耐低温性能有较高的要求。

普通乳化炸药具有爆炸性能优良、抗水性能好等优点；但在爆破工程应用时，在高寒地区，特别是气温低于一20℃的地区，乳化炸药会出现爆轰性能衰减甚至拒爆的情况。因此，需要提高乳化炸药的耐低温性能，使其在低温环境下能够保持高爆速、高爆压、抗压抗水、安全环保的稳定性能。

当前乳化炸药的乳化有3种模式：1）中高速搅拌模式。我国相关标准明确规定，乳化器线速度不大于15m/s。为区分复合模式的线速度，将线速度20m/s以上定义为高速，线速度15m/s定义为中高速，线速度7m/s定义为中低速。2）中低速（线速度不大于7m/s）搅拌加胶体泵静态混合器压强能的复合模式。该模式的粗乳罐转速不大于600r/min，精乳采用静态混合器，精乳的外在能量由单螺杆泵提供，胶体泵的压力一般为1.2MPa左右。该螺杆泵的介质为乳胶基质，爆炸属性随介质用途不同有高低之分。复合模式应用于乳化有两种用途：一是广泛用于混装车的地面站，制备满足联合国UN3375要求的基础乳液，此时螺杆泵输送的基质是氧化剂，爆炸属性相对较低；二是用于包装炸药的生产，所输送的基质水含量低，豁度大，爆炸危险属性更高些。

结束语

通过对以上三种常见炸药的了解有利于在现实应用时将其特点发挥到最大，同时也有利于后人在研究时获得更多的借鉴并进行改善。

参考文献

[1] 郭长艳，张浩斌，王晓川，孙杰.共晶炸药研究进展[J].材料导报，2012，26（19）：49-53.

[2] 杨志剑，刘晓波，何冠松，李玉斌，聂福德.混合炸药设计研究进展[J].含能材料，2017，25（01）：2-11.

[3] 周立，李清，杜宜蓥，齐秀芳.耐低温乳化炸药的研究进展[J].爆破器材，2017，46（03）：22-29.