常见的几种猛炸药有梯恩梯、特屈儿、黑索金、奥克托今、太安,还有北京理工大学研制的CL20等。
1.梯恩梯
梯恩梯学名三硝基甲苯,缩写为TNT。它是淡黄色的结晶物质,工业生产的是片状,在阳光照射下,会逐渐变成褐色。这是由于紫外线的作用,其发生光学异构化而生成了敏感的化合物,这种化合物对梯恩梯的质量有很大的影响。梯恩梯的密度为1.66 g/cm3,假密度为0.9 g/cm3,当压力为300 MPa时,它可压缩到1.6 g/cm3,熔铸的密度是1.55~1.59 g/cm3。纯三硝基甲苯的熔点为80.9℃,它在熔化时不分解,故可用熔铸法来装填弹丸。它的吸湿性很小,一般为0.05%,难溶于水,但易溶于一般有机溶剂和硝酸、硫酸中。
它与金属不起化学反应,但和碱类反应能生成比梯恩梯更敏感的爆炸性物质。
梯恩梯的化学安定性好。在150℃时它开始缓慢分解,到200℃才急剧分解。它的5 s发火点为475℃,在空气中被点燃时,只能缓慢燃烧,不会发生爆炸。
梯恩梯的机械感度很低,在立式落锤仪上试验,当锤质量为10 kg,落高为25 cm时,冲击感度4%~8%爆炸。
压装的和熔铸的梯恩梯的起爆感度是不同的,对于压装而言,雷汞的极限起爆量为0.36 g,叠氮化铅的为0.09 g;而熔铸用1 g雷汞也不能使它爆炸,因此需用其他威力更大的猛炸药作传爆药柱来引爆它。
梯恩梯的爆速为6 700 m/s(当密度为1.5 g/cm3时),铅铸扩张值(威力)为285 mL,铅柱压缩量(猛度)为13 mm,比容为7 301 L·kg-1,爆热为4.187 MJ/kg。梯恩梯是一种有毒物质,多数是通过皮肤沾染和呼吸道吸入而使人中毒。但只要工房有良好的通风设备,并按规程操作,基本上可以避免中毒事故发生。
TNT主要用于装填各种炮弹、航弹、手榴弹等弹药作爆炸装药,以及用于各种爆破器材;与多种炸药混合作混合炸药用,例如和二硝基萘混合成“梯萘炸药”,可装填迫击炮弹;和硝酸铵混合成“铵梯炸药”,在战时装填各种炮弹;和一些威力较大的炸药如黑索金混合为“黑梯炸药”,用于装填破甲弹等。
2.特屈儿
特屈儿学名三硝基苯甲硝胺。它是淡黄色结晶物质,密度为1.78 g/cm3,假密度为0.9~1.0 g/cm3,它很容易被压缩到1.60~1.65 g/cm3。当压药压力为200 MPa时,密度可达1.71 g/cm3。特屈儿的熔点为127.9℃,但在熔化时稍微分解,故不能用熔装方法来装填弹丸。
特屈儿不吸湿,也不溶于水,很难溶于乙醇,但易溶于苯和二氯乙烷,特别易溶于丙酮,它与金属不起化学作用。
特屈儿的安定性比梯恩梯的稍差些,但在常温下储存时,有足够的安定性。在空气中燃烧猛,5 s的发火点为257℃。
特屈儿的威力大于梯恩梯,起爆感度比梯恩梯的高,其极限起爆药量为:雷汞0.29 g、叠氮化铅0.03 g。
它的爆速为7 000 m/s(当密度为1.63 g/cm3时),冲击感度为50%~60%爆炸,铅铸值为340 mL,铅柱压缩值为19 mm,比容为7 651 L·kg-1,爆热4.605 MJ/kg。
它的毒性比梯恩梯的大,在生产和使用时应予以注意,主要用于各种弹药的传爆药柱和雷管中的第二装药,以及小口径炮弹的爆炸装药或与梯恩梯混合作弹丸装药。因其毒性较大,成本又较高,现已渐趋淘汰。
3.黑索金
黑索金学名环三亚甲基三硝胺,代号为RDX。它是白色结晶物质,密度约为1.8 g/cm3,假密度为0.8~0.9 g/cm3。工业用的黑索金为细晶粉末,很难压缩。因此,常用钝化剂(地蜡60%、硬脂酸38.8%、油溶性染料1.2%)来钝化。这样既能降低对外界作用的感度,又能改善其压缩性(可被压缩到密度为1.65 g/cm3)。纯黑索金的熔点为203℃,但在熔化时随即分解。
黑索金不吸湿,不溶于水,也不溶于一般有机溶剂,只在丙酮或浓硝酸中溶解性较好,故可作为重结晶的溶剂。稀硫酸或稀苛性碱与黑索金煮沸较长时间,可使其水解,在生产上常用来处理废药和清洗生产设备,它与金属不起化学作用。
黑索金的安定性好(稍次于梯恩梯),它的5 s发火点为260℃,少量黑索金在空气中燃烧较猛烈,烟较少。1 kg以上的黑索金燃烧时,往往因急速受热分解而导致爆炸。
黑索金的机械感度比特屈儿的高,在落锤仪上试验,冲击感度为70%~80%爆炸。黑索金的起爆感度也较特屈儿的高,起爆极限药量为:雷汞0.19 g,叠氮化铅0.05 g。
黑索金在威力方面超过特屈儿,是威力较大的炸药之一。未钝化的黑索金的爆速为8 660 m/s(当密度为1.755 g/cm3时),铅铸扩张值为475 mL,铅柱压缩值为24 mm,比容为9 101 L·kg-1,爆热为5.527 MJ/kg。
黑索金也是一种有毒物质,但比梯恩梯和特屈儿的毒性小,一般经呼吸道、消化道或经皮肤吸收后,在肌体内积储,有一定的潜伏期。只要生产和使用时加以注意,其中毒是可以预防的。
由于黑索金的威力大,又有很好的起爆感度,原料基地广,且非常安定,因此应用较广泛。
为了扩大黑索金的使用范围,常采用以下三种处理方法:(www.daowen.com)
(1)加入钝感剂
常用的钝感剂有石蜡、地蜡、蜂蜡等,将少量钝化剂包覆在黑索金颗粒表面,可降低其冲击感度,如A-IX-1炸药,是在黑索金中加入5.5%~6.5%的提纯地蜡及硬脂酸后制成的,它可作为中、小口径炮弹,火箭弹及航空弹药的爆炸装药。
(2)和其他钝感炸药混合
如“黑梯炸药”(TNT 50%~60%、RDX 50%~40%的熔合物),可用于空心装药破甲弹的装药。
(3)制成塑性炸药
以黑索金为主体,加入少量黏合剂及增塑剂等制成具有塑性的混合炸药(可以任意捏合与成型),是一种比较优良的爆炸装药。例如“塑-1炸药”(黑索金∶聚醋酸乙烯酯∶环氧树脂∶磷酸二苯异辛酯=92∶1.6∶2.7∶3.7),用于碎甲弹的装药及爆破药包等。
此外,黑索金还可作传爆药柱、雷管的第二装药和导爆索的药芯等。
4.太安
太安学名季戊四醇四硝酸酯,有时也称膨梯儿。它是白色结晶物质,密度为1.77 g/cm3,假密度为1.2~1.3 g/cm3,但经压缩,密度可达1.70 g/cm3。纯太安的熔点为142℃,在熔化时开始分解,故不能熔装,但它能熔于梯恩梯中,可将其作成熔合物来使用。
太安不吸湿,也不溶于水和乙醇,但易溶于丙酮。它与金属不起化学作用。
太安的安定性较好,在加热到170℃时,会冒黄烟分解。少量太安在空气中能猛烈燃烧,可产生无烟的光亮火焰。如超过1 kg时,可由燃烧转为爆炸,太安的5 s发火点为225℃。
在机械感度方面,它是常用的猛炸药中最敏感的一种。它在落锤仪上试验时,会100%爆炸。起爆感度为:雷汞0.17 g,叠氮化铅0.03 g。
由于太安过于敏感,若用来装填弹药,需用石蜡等钝化剂钝化,或与其他钝感的炸药如梯恩梯混合才能使用。
未钝化的太安爆速为8 600 m/s(当密度为1.77 g/cm3时),铅铸扩张值为470 mL,铅柱压缩值为24 mm,比容为7 901 L·kg-1,爆热为5.799 MJ/kg。
太安微毒,能使人体血压降低,并引起呼吸短促等病状,但影响不显著。
它用作雷管的第二装药、导爆索的药芯和传爆药,钝化过的太安和其他钝感炸药混合,可作为小口径高射炮弹、火箭弹等的装药。
5.奥克托今
奥克托今学名环四亚甲基四硝胺,它是白色结晶物,密度为1.902 g/cm3。奥克托今的熔点为276~277℃,它的热安定性比黑索金的更好,特别是较高温度时,与梯恩梯相近。在230℃下加热100 min不分解。奥克托今有四种晶型,其中以B型最稳定。
奥克托今不溶于乙醚、苯、甲苯等,在硝基苯中溶解度也很小,可溶于丙酮。
奥克托今的5 s发火点为377℃,它的冲击感度为100%。起爆感度为:叠氮化铅0.3 g。
奥克托今的爆速为8 917 m/s(当密度为1.85 g/cm3时),铅铸扩张值为486 mL,爆热为5.652 MJ/kg。
奥克托今的化学结构类似于黑索金,但它的结晶密度高,可达到更高的爆速和爆压。它是目前高爆速炸药中性能较好的一种,它的机械感度高,可加入钝感剂加以改善。
将奥克托今作为混合炸药的主体炸药,可应用于破甲弹的装药,其主要缺点是生产率低、周期长、成本高。
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