Експлозив на бази полимера
Експлозиви везани за полимере, такође названи ПБX или експлозиви везани за пластику, су експлозивни материјали у којима је експлозивни прах везан заједно у матрици користећи мале количине (обично 5-10% по тежини) синтетичког полимера. ПБX се обично користе за експлозивне материјале који се не топе лако у одливу или се на други начин тешко формирају.
ПБX је први пут развијен 1952. године у Националној лабораторији Лос Аламоса, као РДX уграђен у полистирен са пластификатором диоктил фталата. ХМX композиције са везивом на бази тефлона развијене су 1960-их и 1970-их за гранате од топова и за сеизмичке експерименте Аполо лунарних ракета (АЛСЕП), [1] иако се у последњим експериментима обично наводи да се користе хексанитростилбен (ХНС). [2]
Потенцијалне предности
[уреди | уреди извор]Експлозиви везани полимером имају неколико потенцијалних предности:
- Ако је полимерна матрица еластомер (гумени материјал), она има тенденцију да апсорбује ударце, чинећи ПБX веома неосетљивим на случајну детонацију, па је стога идеална за неосетљиву муницију.
- Тврди полимери могу произвести ПБX који је веома крут и одржава прецизан инжењерски облик чак и под великим стресом.
- ПБX прах се може пресовати у одређени облик на собној температури, што приликом ливења обично захтева опасно топљење експлозива. Пресовањем под високим притиском може се постићи густина материјала веома близу теоријској кристалној густини основног експлозивног материјала.
- Многи ПБX-ови су безбедне за машинску обраду—за претварање чврстих блокова у сложене тродимензионалне облике. На пример, комад ПБX-а може ако је потребно, бити прецизно обликован на стругу или ЦНЦ машини. Ова техника се користи за обраду експлозивних сочива неопходних за савремено нуклеарно оружје. [3]
Везива
[уреди | уреди извор]Флуорополимери
[уреди | уреди извор]Флуорополимери имају предност као везива због њихове велике густине (које даје велику брзину детонације) и инертног хемијског понашања (остварују дуготрајну стабилност и ниско старење). Они су донекле крти, јер је њихова температура преласка стакла на собној температури или више. Ово ограничава њихову употребу на неосетљиве експлозиве (нпр. ТАТБ) где крхкост нема штетних ефеката на безбедност. Такође су тешки за обраду. [4]
Еластомери
[уреди | уреди извор]Еластомери се морају користити са механички осетљивијим експлозивима као што је ХМX. Еластичност матрице смањује осетљивост расутог материјала на ударце и трење; њихова температура преласка у стакло је одабрана да буде испод доње границе радног опсега температуре (обично испод -55 °C). Умрежени гумени полимери су, осетљиви на старење, углавном деловањем слободних радикала и хидролизом веза траговима водене паре. Гуме као што су естан или полибутадиен са хидроксилним крајем (ХТПБ) се широко користе за ове примене. Силиконске гуме и термопластични полиуретани такође су у употреби. [4]
Флуороеластомери, на пример Витон, комбинују предности оба.
Енергетски полимери
[уреди | уреди извор]Енергетски полимери (нпр. нитро или азидо деривати полимера) могу се користити као везиво за повећање експлозивне моћи у поређењу са инертним везивним средствима. Могу се користити и енергетски пластификатори. Додатак пластификатора смањује осетљивост експлозива и побољшава његову обрадивост. [1]
Потенцијални инхибитори експлозива
[уреди | уреди извор]На експлозивне приносе може утицати увођење механичких оптерећења или примена температуре; такве штете се називају увредама. Механизам термичке инзултације на ниским температурама на експлозиву је првенствено термомеханички, а на вишим температурама првенствено термохемијски.
Термомеханичка
[уреди | уреди извор]Термомеханички механизми укључују напрезања услед термичке експанзије (наиме, диференцијална термичка експанзија, пошто су термички градијенти обично укључени), топљење/замрзавање или сублимацију/кондензацију компоненти и фазне прелазе кристала (нпр. прелаз ХМX из бета фазе у делта фазу на 175 °C укључује велику промену запремине и изазива екстензивно пуцање његових кристала).
Термохемијска
[уреди | уреди извор]Термохемијске промене укључују разлагање експлозива и везива, губитак чврстоће везива док се омекшава или топи, или учвршћивање везива ако повећана температура изазива умрежавање полимерних ланаца. Промене такође могу значајно да промене порозност материјала, било повећањем (ломљење кристала, испаравање компоненти) или смањењем (топљење компоненти). Расподела величине кристала се такође може променити, нпр. Оствалдовим сазревањем. Термохемијско распадање почиње да се дешава на нехомогеностима кристала, нпр. на интрагрануларним интерфејсима између зона раста кристала, на оштећеним деловима кристала, или на интерфејсима различитих материјала (нпр. кристал/везиво). Присуство дефеката у кристалима (пукотине, шупљине, инклузије растварача...) може повећати осетљивост експлозива на механичке ударе. [4]
Неки примери ПБX-а
[уреди | уреди извор]| Име | Експлозивни састојци | Инертни састојци | Употреба | |
|---|---|---|---|---|
| ЕДЦ-8 | ПЕТН 76% | РТВ силицоне 24% | [5] | |
| ЕДЦ-28 | РДX 94% | ФПЦ 461 6% | [6] | |
| ЕДЦ-29 | β-ХМX 95% | ХТПБ 5% | УК састав [4] | |
| ЕДЦ-32 | ХМX 85% | 15% Витон А 15% | [6] | |
| ЕДЦ-37 | ХМX 91%, НЦ 1% | К-10 течност 8% | [6] | |
| LX-04 | ХМX 85% | Витон-А 15% | Висока брзина; нуклеарно оружје (W62, W70)[6] | |
| LX-07 | ХМX 90% | Витон-А 10% | Висока брзина; нуклеарно оружје (W71)[6] | |
| LX-08 | ПЕТН 63.7% | Сyлгард 182 (силиконска гума) 34.3%, 2% Цаб-О-Сил | [7] | |
| LX-09-0 | ХМX 93% | БДНПА 4.6%; ФЕФО 2.4% | Висока брзина; нуклеарно оружје (W68). Склон пропадању и одвајању пластификатора и везива. Изазвао озбиљне безбедносне проблеме. [3] | |
| LX-09-1 | ХМX 93.3% | БДНПА 4.4%; ФЕФО 2.3% | ||
| LX-10-0 | ХМX 95% | Витон-А 5% | Висока брзина; нуклеарно оружје (W68 (замењен LX-09), W70, W79, W82)[6] | |
| LX-10-1 | ХМX 94.5% | Витон-А 5.5% | ||
| LX-11-0 | ХМX 80% | Витон-А 20% | Висока брзина; нуклеарно оружје (W71) | |
| LX-14-0 | ХМX 95.5% | Естане & 5702-Фл 4.5% | [6] | |
| LX-15 | ХНС 95% | Кел-Ф 800 5% | ||
| LX-16 | ПЕТН 96% | ФПЦ461 4% | ФПЦ461 је винил хлорид: хлоротрифлуороетилен кополимер и његов одговор на гама зраке је проучаван. [8] | |
| LX-17-0 | ТАТБ 92.5% | Кел-Ф 800 7.5% | Висока брзина; неосетљив; нуклеарно оружје (Б83, W84, W87, W89) | |
| ПБX 9007 | РДX 90% | Полyстyрене 9.1%; ДОП 0.5%; росин 0.4% | [6] | |
| ПБX 9010 | РДX 90% | Кел-Ф 3700 10% | Висока брзина; нуклеарно оружје (W50, Б43)[6] | |
| ПБX 9011 | ХМX 90% | Естане анд 5703-Фл 10% | Висока брзина; нуклеарно оружје (Б57 модови 1 и 2)[6] | |
| ПБX 9205 | РДX 92% | Полyстyрене 6%; ДОП 2% | Створен 1947. у Лос Аламосу, касније добио ознаку ПБКС 9205. [9] | |
| ПБX 9404 | ХМX 94%, НЦ 3%; ЦЕФ 3% | Трис(б-хлоретил)фосфат 3% | Висока брзина; нуклеарно оружје, широко коришћено (Б43, W48, W50, W55, W56, Б57 мод 2, Б61 модови 0, 1, 2, 5, W69). Озбиљни безбедносни проблеми у вези са старењем и разградњом нитроцелулозног везива. [10] | |
| ПБX 9407 | РДX 94% | ФПЦ461 6% | [6] | |
| ПБX 9501 | ХМX 95%, БДНПА-Ф 2.5% | Естане 2.5% | Висока брзина; нуклеарно оружје, (W76, W78, W88). Једна од најопсежније проучаваних високоексплозивних формулација. [4] | |
| ПБС 9501 | - | Естане 2.5%; БДНПА-Ф 2.5%; просејани бели шећер 95% | Инертни симулант механичких својстава ПБКС 9501 [4] | |
| ПБX 9502 | ТАТБ 95% | Кел-Ф 800 5% | Висока брзина, неосетљив ; главни у недавном америчком нуклеарном оружју (Б61 модови 3, 4, 6–10, W80, W85, Б90, W91), уграђено на раније бојеве главе да би се заменио мање безбедни експлозив. [6] | |
| ПБX 9503 | ТАТБ 80%; ХМX 15% | Кел-Ф 800 5% | Такође познат као Кс-0351. [6] | |
| ПБX 9604 | РДX 96% | Кел-Ф 800 4% | ||
| ПБXН-101 | ХМX 82% | |||
| ПБXН-102 | ХМX 59%, Алуминум 23% | |||
| ПБXН-103 | Амонијум перхлорат (АП) 40%, Алуминум 27%, ТМЕТН 23% | ТЕГДН 2.5% | Торпеда Мк-48 | |
| ПБXН-104 | ХМX 70% | |||
| ПБXН-105 | РДX 7%, АП 49.8%, Алуминум 25.8% | |||
| ПБXН-106 | РДX 75% | полиетилен гликол/БДНПА-Ф везиво | Морнаричке гранате | |
| ПБXН-107 | РДX 86% | полиакрилатно везиво | Томахавк ракете | |
| ПБXН-109 | РДX 64%, Алуминум 20% | ХТПБ, ДОА (диоктиладипат) и ИПДИ (изофорон диизоцијанат) | Користи се у неким верзијама бомби опште намене Марк 82, Марк 83 и Марк 84. [11] | |
| ПБXН-110 | ХМX 88% | 5,4% полибутадиена, 5% изодецилпеларгоната | [12] | |
| ПБXН-111 | РДX 20%, АП 43%, Алуминум 25% | |||
| ПБXW-114 | ХМX 78%, Алуминум 10% | |||
| ПБXW-115 | РДX 20%, АП 43%, Алуминум 25% | |||
| ПБXН-1 | РДX 68%, Алуминум 20% | |||
| ПБXН-3 | РДX 85% | Нyлон | АИМ-9X Сидевиндер ракета | |
| ПБXН-4 | ДАТБ 94% | |||
| ПБXН-5 | ХМX 95% | флуороеластомер 5% | Морнаричке гранате | |
| ПБXН-6 | РДX 95% | |||
| ПБXН-7 | РДX 35%, ТАТБ 60% | |||
| ПБXН-9 | ХМX 92% | ХYТЕМП 4454 2%, Диизооктил адипат (ДОА) 6% | ||
| XТX 8003 | ПЕТН 80% | Сyлгард 182 (силиконска гума) 20% | Висока брзина, екструдирајућа; нуклеарно оружје (W68, W76) | [12] |
| XТX 8004 | РДX 80% | Сyлгард 182 (силиконска гума) 20% | [12] |
Референце
[уреди | уреди извор]- ^ а б Акхаван, Јацqуелине (2004-01-01). Тхе Цхемистрy оф Еxплосивес (2нд изд.). ИСБН 978-0-85404-640-9. Архивирано из оригинала 2023-02-15. г. Приступљено 2021-12-13.
- ^ Јамес Р.Батес; W.W.Лаудердале; Кернагхан, Харолд (април 1979). „АЛСЕП (Аполло Лунар Сурфаце Еxпериментс Пацкаге) Терминатион Репорт” (пдф-8.81 мб). НАСА-Сциентифиц анд Тецхницал Информатион Оффице. Архивирано (ПДФ) из оригинала 2010-01-13. г. Приступљено 2014-06-29.
- ^ а б Цареy Сублетте (1999-02-20). „4.1.6.2.2.5 Еxплосивес”. 4. Енгинееринг анд Десигн оф Нуцлеар Wеапонс: 4.1 Елементс оф Фиссион Wеапон Десигн. Приступљено 2010-02-08.
- ^ а б в г д ђ Блаине Асаy, ур. (2009). Нон-Схоцк Инитиатион оф Еxплосивес. Спрингер Берлин Хеиделберг. ИСБН 978-3-540-88089-9.
- ^ Тецхницал Ареа 36 Опен Детонатион Унит — СУППЛЕМЕНТ 2-1 Wасте Еxплосивес Детонатед ат Тецхницал Ареа 36 (ПДФ) (Извештај). септембар 1999. стр. 2. Архивирано (ПДФ) из оригинала 2022-10-01. г.
- ^ а б в г д ђ е ж з и ј к л Тецхницал Ареа 36 Опен Детонатион Унит — СУППЛЕМЕНТ 2-1 Wасте Еxплосивес Детонатед ат Тецхницал Ареа 36, стр. 2.
- ^ Х К Отсуки; Е Еаган-МцНеилл (мај 1997). А Блуе Принт фор Буилдинг а Риск Ассессмент (Извештај). Лаwренце Ливерморе Натионал Лабораторy. стр. 6. УЦРЛ-ЈЦ-127467. Архивирано из оригинала 2022-09-29. г.
- ^ Сарах C. Цхинн; Тхомас С. Wилсон; Роберт С. Маxwелл (март 2006). „Аналyсис оф радиатион индуцед деградатион ин ФПЦ-461 флуорополyмерс бy вариабле температуре мултинуцлеар НМР”. Полyмер Деградатион анд Стабилитy. 91 (3): 541—547. дои:10.1016/ј.полyмдеградстаб.2005.01.058. Архивирано из оригинала 2022-04-17. г. Приступљено 2019-09-09.
- ^ Андерс W. Лундберг. „Хигх Еxплосивес ин Стоцкпиле Сурвеилланце Индицате Цонстанцy” (ПДФ). Лаwренце Ливерморе Натионал Лабораторy (ЛЛНЛ). Архивирано (ПДФ) из оригинала 2012-10-10. г. Приступљено 2014-03-02.
- ^ Кинетицс оф ПБX 9404 Агинг Архивирано 2017-02-11 на сајту Wayback Machine Alan K. Burnhamn; Laurence E. Fried. LLNL, Unclassified, 2007-04-24 (pdf)
- ^ Janes (26. 7. 2022), „Mk 80 general‐purpose bombs (BLU‐110/111/117/126/129)”
, Janes Weapons: Air Launched, Coulsdon, Surrey: Jane's Group UK Limited., Приступљено 29. 5. 2023
- ^ а б в Technical Area 36 Open Detonation Unit — SUPPLEMENT 2-1 Waste Explosives Detonated at Technical Area 36, стр. 3.
Literatura
[уреди | уреди извор]- Cooper, Paul W. (1996). Explosives Engineering. New York: Wiley-VCH. ISBN 0-471-18636-8.
- Norris, Robert S., Hans M. Kristensen, and Joshua Handler. "The B61 family of bombs", http://thebulletin.org, Тхе Буллетин оф тхе Атомиц Сциентистс, Јан/Феб 2003.