低爆速密度调节剂在炸药中的应用

低爆速密度调节剂在炸药中的应用

低爆炸速炸药可通过与一定比机混合的速度指数来制备，密度控制器通常由带微观材料或微粉末颗粒组成。由于上述物质为在猛炸药中不参与反应或虽参与反应但热效应极小的成分,且其堆积密度较小,这样,在猛炸药体系中就形成了均匀细小的空隙而使猛炸药密度降低,从而达到稀释猛炸药进而降低爆速之目的。不同的降密材料,其对猛炸药的稀释能力也不同,而具备较强稀释能力的材料,正是低爆速炸药配方所必需的。本文就几种可作为密度调节剂的常见的降密材料对于黑索金的稀释能力进行对比试验研究,同时考虑其它相关条件,对其进行优选,从而为低爆速炸药配方研究中关于密度调节剂的选择提供借鉴。1降密材料的筛选根据材料价格低廉、来源广泛、取材方便以及无毒副作用和尽可能的全面多样性等原则,将以下这些常见的轻质微粉颗粒物列为密度调节剂的预选对象,它们分别是白炭黑、木粉、炭粉、蛭石粉和膨胀珍珠岩粉。此五种降密材料,除木粉外,其它均为市售产品,不同大小的颗粒也均经相应的标准筛筛取,并分别在红外线干燥箱中烘至3～5h。经检测,这些材料在三种颗粒度下的密度如表1所示。2降密材料含量对爆击稳定性的影响将黑索金与作为密度调节剂的降密材料以一定配比机械混匀,即成为爆速较低的混合炸药,随着降密材料含量的增加,混合炸药爆速随之降低,当此含量超越了一最大许可值,则该混合物就难以产生爆轰。为使稀释能力试验有可靠的数据保证,不至因配比选择不当而出现较多的不爆或半爆现象,有必要通过简易试验法先期对降密材料不同含量时的混合炸药爆轰情况进行初步调查,以大致掌握其最大许可含量。制备混合炸药30g,在自然密度下用塑料袋进行包装,1发8号电雷管起爆,通过观察爆后有无残留物及对周围的破坏情况,可初步判断爆与非爆状态,结果见表2。由表2可以看出,在降密材料含量达到40%时,大多数混合物爆轰不稳定甚至完全拒爆。由于30g袋装炸药传爆距离有限,如用装药管试验要求有一定的稳定传爆距离时,则降密材料的最大许可含量还应有一定的减小。为此,在下面的稀释能力试验中,将降密材料的含量定在30%以内。33.1降密材料的参数拟合曲线实验中,降密材料的稀释能力主要通过在其不同含量时混合炸药的爆速值加以反映。各种降密材料在不同含量时分别与黑索金组成的混合炸药的爆速测试采用导爆索法,其中,装药直径为32mm,1发8号电雷管起爆。各降密材料颗粒度均为0.18mm(80目),测试结果见表3。为了更直观清楚地反映D—Y、D—ρ的变化情况,对表3中的数据采用回归拟合程序在微机上进行D—Y、D—ρ曲线拟合,得到各降密材料的D—Y、D—ρ变化曲线如图1、图2所示。其数学关系式分别为:白炭黑:D=0.0008457Y木粉:D=0.00144Y炭粉:D=0.0005864Y蛭石粉:D=0.00099357Y膨胀珍珠岩粉:D=0.00152Y其数学关系式分别为:白炭黑:D=-10.99829ρ木粉:D=14.92798ρ炭粉:D=149.75822ρ蛭石粉:D=72.67518ρ膨胀珍珠岩粉:D=18.13868ρ通过表3、图1的爆速对比可以看出,此五种降密材料对于黑索今的稀释能力由强到弱依次为白炭黑、膨胀珍珠岩粉、木粉、蛭石粉、炭粉,但由于白炭黑在混合炸药中的最大许可含量相对较小,所以其绝对稀释能力(即混合炸药爆速的降低程度)却要弱于膨胀珍珠岩粉。此外,通过表3、图2还可以看出,就同一种降密材料与黑索今组成的混合炸药而言,其爆速随密度的变化是成正比的;然不同种类的混合炸药间却没有这种关系,也即降密材料的降密性能好不等于稀释能力强,如膨胀珍珠岩粉与木粉、蛭石粉与炭粉之间就说明了这一问题。3.2膨胀珍珠岩粉降密材料的优选主要遵循两个原则:一是其对猛炸药的稀释能力强;二是与猛炸药的化学相容性好以及工艺上容易与之均匀混合。首先,在稀释能力较强的两种降密材料中,白炭黑在其含量25%以内的稀释能力虽然强于膨胀珍珠岩粉,但由于前者的最大许可含量较小,其绝对稀释能力却弱于后者;其次,由于白炭黑本身密度极小,与猛炸药密度相差较为悬殊,因而在配制工艺上也就难以保证获得混合均匀的炸药,而膨胀珍珠岩粉在此方面就明显优于白炭黑。无疑,经优选作为密度调节剂的降密材料是膨胀珍珠岩粉。前面试验所选的膨胀珍珠岩粉颗粒度为0.18mm,为优选有利于增强稀释能力的颗粒大小,取膨胀珍珠岩粉含量为30%,分别对其颗粒度为0.18mm(80目)、0.30mm(60目)和0.40mm(40目)时与黑索今组成的混合炸药爆速进行测试,结果见表4。显然,膨胀珍珠岩粉小颗粒度比之大颗粒度对于黑索今的稀释能力更强。综上所述,本文最终优选的密度调节剂为颗粒度小于0.18mm(80目)的膨胀珍珠岩粉。4密度调节剂的使用通过密度调节剂优选的试验研究,本文可以得出以下几点结论:(1)在常见的降密材料中,膨胀珍珠岩粉除了价格低廉、原料丰富等通常特点外,还具有对猛炸药稀释能力强和最大许可含量较高的优点,可以作为两组分乃至多