混合炸药

也称爆炸混合物,是由两种以上的化学物质混合构成的猛炸药。作为组分的化学物质可以是炸药,也可以是非爆炸性的物质如氧化剂、可燃剂等。在第一次和第二次世界大战中,大量使用了苦味酸、梯恩梯等单质炸药装填各种弹药。但随着现代武器的发展和防御能力的加强,如舰艇和坦克的装甲以及工事掩体的结构等的不断改进,上述单质炸药的爆炸威力已显得不足,需要发展爆炸威力更高的新品种。但是,一些爆炸性能好的单质炸药如黑索今、奥克托今和太安等,由于机械感度高,装药加工不安全,不便单独使用,导致了以这类炸药为主的混合炸药的出现。将单质炸药与其他物质混合制成混合炸药使用,可改善其物理和化学性质以及爆炸性能和装药性能等。现在各种类型的弹药、战斗部、水下武器等的装药,绝大部分是混合炸药。工业炸药几乎全部是混合炸药。工业对混合炸药的要求主要是:

(1)降低某些猛炸药的机械感度、提高装药性能和药柱的机械强度;

(2)使高熔点的猛炸药与低熔点的猛炸药熔合,便于铸装;

(3)改善和调整炸药的爆炸性能;

(4)扩大炸药供应的来源,开拓利用来源广、价格低的原料。

混合炸药可按其物理状态分为固体炸药、液体炸药、气体炸药、塑性炸药和挠性炸药等。也可按性能特点分为高爆速炸药、高威力炸药、高强度炸药等。按装药方式可分为压装型炸药、浇铸型炸药等。但习惯上分类并不严格,而是采用其某种特点加以命名。通常使用的有:高分子粘结炸药、熔铸炸药、燃料- 空气炸药、液体混合炸药、高威力混合炸药等。这些大多是军用的混合炸药。

粘结炸药

也称高分子粘结炸药,以粉状的高能猛炸药为主体,加入胶粘剂、增塑剂、钝感剂等物质而成。具有高爆速、高猛度、高强度及低感度等特点,广泛用于反坦克弹、火箭和导弹的战斗部以及原子武器中。属于这一类的有各种造型粉、塑性炸药、挠性炸药等。

造型粉

1944年首次出现。组成为:

(1)主体炸药,爆炸能量的主要提供者,常用的有黑索今、奥克托今、太安等。

(2)胶粘剂,保证炸药的成型性能好,具有强粘结力和较好的机械性能和物理化学安定性。分为非活性和活性两类:非活性的有合成树脂胶粘剂和合成橡胶胶粘剂。活性的有聚丙烯酸季戊四醇三硝酸酯、聚乙烯二醇二硝酸酯、硝基苯乙烯和二硝基丙醇丙烯酸酯等。这些活性胶粘剂分子都含有硝基或硝酸酯基,以保证混合炸药具有较高的能量。

(3)增塑剂(见塑料助剂),降低胶粘剂的玻璃化温度,增加混合炸药的柔软性和可塑性,以改善混合炸药的成型性能。可分为非活性和活性两类:非活性的有凡士林、润滑油、蓖麻子油、癸二酸二丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二辛酯、磷酸二苯异辛酯等;活性的有二硝基苯、二硝基甲苯、二乙醇 -N-硝胺二硝酸酯、2,2-二硝基丙醇缩甲醛等。

(4)钝感剂,用以降低混合炸药的机械感度。它可降低药柱之间和药模与药之间的摩擦,保证生产加工时的安全。属于这类物质的有硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、石墨、石蜡、聚乙烯以及具有活性的二硝基甲苯、硝基萘等。以上这些添加剂都应与主体炸药相容。这类炸药的配比,随品种不同而有差异。但为了保证较高的爆炸性能,主体炸药的含量 通常在90%以上,其他几种添加剂总量仅为百分之几。造型粉的制造工艺大都采用悬浮法。先将胶粘剂、钝感剂和增塑剂溶解在适当的溶剂中,将主体药用水浸润。然后加入各种添加剂,使之包覆于炸药颗粒表面形成均匀的膜。除去水分及杂质,烘干、筛选,制出干燥的成品。

塑性炸药

由猛炸药和粘结剂、增塑剂制成。特点是有良好的可塑性,能制成各种形状。通常以聚异丁烯作粘结剂、癸二酸二辛酯作增塑剂,广泛采用悬浮法制造。

挠性炸药

特点是具有一定的弹性、韧性和挠性。可以折叠、弯曲,耐水性好,外观象橡胶、皮革或软塑料制品,可用来做成绳索、板片、薄膜、条带、管状和锥孔等形状。主要在一些特殊爆炸场合和装置上使用。如水下切割、航天、金属爆炸加工等。胶粘剂和增塑剂的含量要高些。挠性炸药有耐热和水下等不同品种。耐热挠性炸药的主体为耐热单体炸药,如塔柯特、六硝基茋等。胶粘剂也需采用耐热的聚四氟乙烯。抗水的和一般应用的挠性炸药采用的胶粘剂有天然橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶、氟橡胶等橡胶类物质以及树脂、聚异丁烯以及聚异丁烯和聚苯乙烯的嵌段共聚物等。挠性炸药的制造工艺是先将炸药制成造型粉或面团状,用模具挤压成各种需要的形状。如胶粘剂为未硫化的橡胶,尚需加入硫化剂,硫化后得到成品。

熔铸炸药

能以熔融状态进行铸装的混合炸药。其组成主要为几种单质猛炸药的混合物,或者再加少量的附加组分。典型的有梯恩梯和黑索今组成的梯黑炸药。梯恩梯和太安组成的喷特里特炸药等。梯恩梯为低熔点的组分,其含量应能保证混合物具有良好的流动性,便于铸装。梯黑炸药的配比有多种,如梯/黑=50/50;梯/黑=70/30;梯/黑=60/40;梯/黑=40/60等,其中梯/黑=40/60并加有极少量添加剂的(通常外加1%),英美等国称之为B炸药,广泛用于装填榴弹、破甲弹、航弹和地雷等常规武器,也有用于导弹战斗部装药的。喷特里特炸药爆轰感度较高,但综合性能不如B炸药,多用于需要高爆轰感度的试验场合,而很少用于装弹。梯黑炸药制造方法是将梯恩梯熔化,慢慢加入湿黑索今,加热搅拌,去除水分,再加入蜡类等附加剂。以流动状态注入弹体装药;也可进行造粒。此外,也可在这类炸药中加入铝粉,使成为高威力炸药。但要控制由于铝粉沉降所带来的装药不均匀性。

燃料-空气炸药

以固体或液体燃料与空气组成的爆炸性混合物。作用过程是将装有燃料的弹体投掷或发射到目标的上空,引爆后,将燃料抛散于空气中形成汽化云雾,再次引爆云雾,达到杀伤和破坏的目的。它作用的面积大,而且能自动流向低凹处的隐蔽目标,并有窒息作用。这种装有燃料- 空气炸药的武器称云雾弹或燃料- 空气炸弹等。使用的燃料通常有环氧乙烷环氧丙烷等。

液体混合炸药

由液体或某些能溶于或者能悬浮于液体的物质所制成的混合炸药。液体炸药流动性好、密度均匀,可随容器任意改变形状、并可渗入至被爆炸物的缝隙中。液体炸药通常为氧化剂与可燃剂的混合物,如浓硝酸与硝基苯、浓硝酸与硝基甲烷、四硝基甲烷与硝基苯、硝酸肼与肼等。它们的爆炸性能均较好,可应用于装填地雷、航弹、扫雷、开辟通道、挖掘工事和掩体,以及金属的爆炸加工等。但也具有挥发性大、安定性差、腐蚀性强以及某些组分有毒等缺点。

高威力混合炸药

作功的能力较大的混合炸药。这类混合炸药中往往加有高热值的可燃剂,以提高炸药的爆热。这些物质为铝、镁、硼、铍、硅等,其中以铝用得最普遍,因之通常所指的高威力混合炸药即指含铝的混合炸药。这类炸药的组分大致为黑索今、梯恩梯、铝粉以及少量的附加胶粘剂等。主要用于装填水下武器弹药、对空榴弹、破甲弹和某些爆破弹,在工业上可用于地震探矿、金属爆炸加工以及空间技术等。

参考书目
  1. 孙荣康等编著:《猛炸药的化学与工艺学》,下册,国防工业出版社,北京,1983。