Chế tạo và nghiên cứu tính chất của thuốc nổ pbx trên cơ sở rdx và pu - Phan Đức Nhân

44 Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 20, Số 1/2015 CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA THUỐC NỔ PBX TRÊN CƠ SỞ RDX VÀ PU Đến tòa soạn 5 – 8 – 2014 Phan Đức Nhân Khoa Vũ khí, Học viện Kỹ thuật Quân sự SUMMARY PRODUCTION AND CHARACTERISTIC INVESTIGATION OF PBX EXPLOSIVE CONTAINING RDX AND PU The study presents the production and characteristic investigation of PBX explosive containing RDX and PU. The produced explosive possessed a high energy, strong thermal stability and sufficient operating ability. In addition, the composition of the produced PBX explosive and the nature of cross-linking agents have a strong influence on the energetic-technical properties of the explosive. PBX explosive, which met specific requirements, could be obtained by changing the abovementioned factors. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Các thuốc nổ mạnh nhƣ hexogen (RDX), octogen (HMX), pentrit (TEN) có đặc trƣng năng lƣợng lớn, nhƣng lại có độ nhạy va đập cao, khó bị nén, bị phân huỷ khi nóng chảy [5]. Để khắc phục các nhƣợc điểm đó ngƣời ta kết hợp thuốc nổ mạnh với thuốc nổ khác có độ nhạy thấp và có tính đúc (thuốc nổ hỗn hợp), kết hợp với chất thuần hoá (thuốc nổ thuần hóa) và với chất kết dính polyme (thuốc nổ PBX) [6]. Thuốc nổ PBX (polymer bonded explosives) chứa 80  90% thuốc nổ phá mạnh và 10  20% chất kết dính polyme; đƣợc chế tạo bằng cách trộn thuốc nổ phá mạnh với polyme nền dạng lỏng, chất đóng rắn, tác nhân khâu mạch tƣơng ứng và một số phụ gia khác, sau khi trộn xong tiến hành định hình hỗn hợp thành liều nổ và đóng rắn hệ ở nhiệt độ cao (70  800C). Ngoài ra, với mục đích làm tăng các đặc trƣng năng lƣợng của thuốc nổ PBX ngƣời ta đã từng bƣớc thay thế hệ chất kết dính trơ bằng hệ chất kết dính hoạt tính, cũng nhƣ sử dụng thêm chất cháy kim loại (bột Al) [2,4,6]. Thuốc nổ PBX thuộc nhóm thuốc nổ phá mạnh, có đặc trƣng năng lƣợng cao và 45 độ nhạy thấp với xung cơ học (thuốc nổ giảm nhạy), nhƣng lại dễ gây nổ bằng xung nổ (để kích nổ chỉ cần kíp số 8), có tính nén và tính đúc nên đƣợc sử dụng khá rộng rãi trên thế giới và đã dần thay thế các thuốc nổ hỗn hợp để nhồi vào một số loại đạn phá, đạn tên lửa và đặc biệt là các loại đạn xuyên lõm [2,4,6]. Thuốc nổ PBX trên cơ sở RDX và polyuretan (PU) có các ƣu điểm kể trên và đã đƣợc sử dụng khá rộng rãi trên thế giới, nhƣng ở nƣớc ta vấn đề này vẫn chƣa đƣợc quan tâm. Hiện nay chúng ta đã hoàn thiện dây chuyền chế tạo RDX ở quy mô công nghiệp, còn nguyên liệu đầu để chế tạo chất kết dính PU dễ đảm bảo nên việc nghiên cứu chế tạo và khảo sát các tính chất của thuốc nổ PBX dạng này nhằm đánh giá khả năng sử dụng trong thực tế là một việc làm cần thiết. 2. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU, HÓA CHẤT ĐÃ SỬ DỤNG Đối tƣợng nghiên cứu trong bài báo là các mẫu thuốc nổ PBX có thành phần khác nhau (% theo khối lƣợng) chứa: 65  90% RDX; 20% bột Al; 10  20% chất kết dính PU. Chất kết dính PU đƣợc chế tạo từ polyetylenglycol (PEG) thấp phân tử dạng lỏng-nhớt, sử dụng tác nhân khâu mạch triol (glyxerin) và chất đóng rắn dạng diisoxianat. Trong quá trình nghiên cứu chúng tôi đã sử dụng các hóa chất sau: - RDX do nhà máy Z cung cấp: chất tinh thể màu trắng dạng hạt mịn, nhiệt độ nóng chảy 202,50C kèm phân hủy, nhiệt độ bùng cháy 219,40C, độ nhạy va đập 76  80%. - Bột Al (TQ): bột mịn màu xám đồng nhất, độ tinh khiết  99,5%. - PEG thấp phân tử hãng Merck (Đức): P-400 là chất lỏng trong suốt, khối lƣợng phân tử 380  420 đ.v.C, nhiệt độ nóng chảy 4  80C, chỉ số hidroxyl 267  295; P-600 là chất lỏng trong suốt, khối lƣợng phân tử 570  630 đ.v.C, nhiệt độ nóng chảy 17  220C, chỉ số hidroxyl 178  197; P-1000 là chất dạng sáp màu trắng, khối lƣợng phân tử 950  1050 đ.v.C, nhiệt độ nóng chảy 33  40 0 C, chỉ số hidroxyl 107  118; P-4000 là chất rắn màu trắng, khối lƣợng phân tử 3500  4500 đ.v.C, nhiệt độ nóng chảy 53  580C. - Glyxerin (TQ): chất lỏng-nhớt trong suốt, độ tinh khiết  99%. - Toluendiisoxianat (TDI-80) và hexametylendiisoxianat (HDI) hãng Merck (Đức): TDI-80 là chất lỏng không màu có mùi hắc, độc và hút ẩm mạnh, chứa khoảng 80% đồng phân 2,4- TDI và khoảng 20% đồng phân 2,6-TDI; còn HDI là chất lỏng nhớt không màu có mùi hắc, độc và hút ẩm mạnh. 3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, TRANG THIẾT BỊ ĐÃ SỬ DỤNG - Chế tạo các mẫu chất kết dính PU khác nhau theo phƣơng pháp một và hai giai đoạn để lựa chọn thành phần và phƣơng pháp phù hợp cho chế tạo thuốc nổ PBX: sử dụng PEG và hỗn hợp các PEG, tác nhân khâu mạch triol 46 (glyxerin) và chất đóng rắn khác nhau (TDI, HDI, hỗn hợp TDI-HDI). Số lƣợng chất đóng rắn diisoxianat đƣa vào hệ đƣợc tính toán cẩn thận, đảm bảo tổng số nhóm isoxianat phải bằng tổng số nhóm hidroxyl của PEG và glyxerin. - Trên cơ sở các kết quả thu đƣợc, lựa chọn phƣơng pháp chế tạo PU hai giai đoạn kết hợp với chế tạo mẫu thuốc nổ PBX nhƣ sau: a) sấy chân không hỗn hợp PEG (P-600 với P-1000 theo tỷ lệ 1:1 về số mol) và tác nhân khâu mạch (glyxerin); b) sấy và trộn bột Al (nếu có) với thuốc nổ RDX: hỗn hợp 1; c) trộn hỗn hợp 1 với hỗn hợp PEG: hỗn hợp 2; d) hút chân không và trộn hỗn hợp 2 với chất đóng rắn (TDI, HDI, hỗn hợp TDI- HDI theo tỷ lệ 1:1 về số mol), lƣợng chất đóng rắn lấy dƣ 30% so với PEG: hỗn hợp 3; e) hút chân không và trộn hỗn hợp 3 với tác nhân khâu mạch: hỗn hợp 4; f) hút chân không và định hình hỗn hợp 4 (thuốc nổ PBX) thành liều nổ trong ống PVC và đƣa đi đóng rắn ở nhiệt độ 70  750C một tuần trong tủ sấy. Kết thúc quá trình đóng rắn, lấy các liều nổ PBX ra ngoài, để nguội trong bình hút ẩm và bảo quản trong túi PE kín. Đây cũng là phƣơng án phổ biến nhất đƣợc áp dụng để chế tạo thuốc nổ PBX trên cơ sở các chất kết dính khác. Để chế tạo và xác định các đặc trƣng-kỹ thuật của thuốc nổ PBX, đã sử dụng các trang thiết bị chuyên dụng tại PTN Bộ môn TPTN/Học viện KTQS và Trung tâm T262/Cục Quân khí, trong đó: - Xác định độ nhạy va đập theo [1,6] trên búa Cast (Nga): khối lƣợng mẫu mỗi lần thử 0,05 g; mỗi mẫu tiến hành 25 thử nghiệm; khối lƣợng búa 10 kg, độ cao rơi 25 cm và búa 2 kg, độ cao rơi 48 cm. - Xác định tốc độ nổ theo [1] bằng thiết bị FO-2000 (Séc): đƣờng kính liều nổ 24 mm. - Xác định độ an định hóa học theo phƣơng pháp áp kế chân không ở 1000C, 40 giờ [1,6] trên thiết bị Stabil Vacuum test (Séc): khối lƣợng mẫu mỗi lần thử 1  2 g; tiến hành 03 thí nghiệm song song. - Xác định sức phá theo [1,6] bằng trụ chì tiêu chuẩn (VN): khối lƣợng liều nổ 50 g. - Xác định nhiệt độ bùng cháy theo [1] trên thiết bị DT-400 (Đức): cài đặt SP1 205 0 C, SP2 230 0 C; tốc độ gia nhiệt 5 0 C/phút; khối lƣợng mẫu mỗi lần thử 0,15 g; mỗi mẫu tiến hành 03 thử nghiệm. - Xác định khả năng sinh công theo [1,6] bằng con lắc xạ thuật (VN): khối lƣợng liều nổ 10 g; đƣờng kính liều nổ 30 mm; mật độ liều nổ 1,0 g/cm3; mỗi mẫu tiến hành 03 thử nghiệm. 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Thực tế chế tạo các mẫu thuốc nổ PBX đã cho thấy, chất đóng rắn TDI có khả năng phản ứng mạnh hơn so với chất đóng rắn HDI và hỗn hợp TDI-HDI nên để khảo sát ảnh hƣởng của thành phần thuốc nổ đến các đặc trƣng kỹ thuật- 47 năng lƣợng của thuốc nổ PBX chúng tôi đã chế tạo các mẫu thuốc nổ PBX có thành phần khác nhau, không chứa Al (80% RDX và 20% PU; 85% RDX và 15% PU; 90% RDX và 10% PU) và chứa Al (65% RDX, 20% Al và 15% PU) sử dụng chất đóng rắn TDI. 4.1. Ảnh hƣởng của thành phần thuốc nổ đến các đặc trƣng kỹ thuật của thuốc nổ PBX Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thành phần thuốc nổ đến các đặc trƣng kỹ thuật của thuốc nổ PBX đƣợc đƣa ra trong bảng 3.1. Bảng 3.1. Đặc trưng kỹ thuật của thuốc nổ PBX, RDX và TNT TT Loại thuốc nổ Đặc trƣng kỹ thuật Nhiệt độ bùng cháy, 0 C Độ nhạy va đập, % Độ an định hóa học, ml/g 10 kg, 25 cm 2 kg, 48 cm 1 RDX 219,4 80 --- 0,090 --- 260 (5 s) * ; 240 (10 s) * --- --- 0,08  0,1 (ở 1200C, 22 h) * --- 2 PBX chứa 90% RDX, 10% PU 217,1 32 4 0,110 --- 3 PBX chứa 85% RDX, 15% PU 215,6 20 0 0,159 0,152 ** 4 PBX chứa 65% RDX, 15% PU, 20% Al 215,5 20  24 --- 0,218 0,215 ** 5 PBX chứa 80% RDX, 20% PU 214,4 12 0 0,168 0,173 ** * Số liệu theo tài liệu [6]; ** Số liệu đo tại PTN VILAS của Trung tâm T262/Cục Quân khí. Từ các số liệu trong bảng 3.1 cho thấy: - Độ bền nhiệt (nhiệt độ bùng cháy) của thuốc nổ PBX đều thấp hơn thuốc nổ RDX, nhƣng vẫn nằm ở mức của nhóm thuốc nổ bền nhiệt, nhiệt độ bùng cháy bị giảm khá mạnh khi tăng hàm lƣợng chất kết dính polyme. Điều này phần nào phản ánh sự tƣơng tác tƣơng hỗ mạnh giữa thuốc nổ RDX với chất kết dính PU chứa nhóm phân cực. Khác với thuốc nổ RDX, sau khi mẫu thuốc nổ PBX bùng cháy xong đều tạo thành khá nhiều cặn màu đen trong và trên thành ống nghiệm. - Độ nhạy va đập của thuốc nổ PBX ở điều kiện tiêu chuẩn (10 kg, 25 cm) khá thấp hơn thuốc nổ RDX và gần ngang mức với thuốc nổ TNT (4  8%) khi tăng hàm lƣợng PU đến 20%, còn độ nhạy va đập khi thử ở điều kiện khác (2 kg, 48 cm) cũng rất phù hợp với số liệu trong tài liệu [2,6] đối với thuốc nổ PBX trên cơ sở chất kết dính trơ. Hiệu quả giảm nhạy biểu hiện rất tốt do các tinh thể thuốc nổ RDX đƣợc bao bọc bằng một lớp màng polyme có khả năng hấp thụ và lan truyền tốt các xung va đập ra xung quanh, cũng nhƣ ngăn ngừa không 48 cho bề mặt các tinh thể RDX cọ sát trực tiếp với nhau. Độ nhạy va đập của thuốc nổ PBX tăng khi tăng hàm lƣợng RDX và tăng một chút khi thay thế RDX bằng bột Al. - Độ an định hóa học của thuốc nổ PBX khá cao và rất phù hợp với số liệu trong tài liệu [6] đối với thuốc nổ PBX trên cơ sở chất kết dính trơ, không chứa bột Al (khoảng 0,08  0,16 ml/g ở 1200C, 22 giờ). Kết quả đo độ an định hóa học của thuốc nổ PBX tại hai cơ sở thí nghiệm khác nhau (PTN Bộ môn TPTN và PTN VILAS của Trung tâm T262) rất giống nhau đã chứng minh về độ tin cậy cao của các kết quả thu đƣợc. Độ an định hóa học của hệ thuốc nổ bị giảm đáng kể khi tăng tổng hàm lƣợng chất kết dính polyme, đặc biệt khi thay thế 20% RDX bằng 20% bột Al. - Độ an định hóa học của thuốc nổ PBX khá thấp hơn so với thuốc nổ dẻo trên cơ sở chất kết dính trơ (khoảng 0,1 ml/g ở 120 0 C, 22 giờ) [2,6]. Điều này có thể đƣợc giải thích theo hai nguyên nhân sau: thứ nhất, chất kết dính polyme của thuốc nổ PBX hoạt động hóa học hơn; thứ hai, do ảnh hƣởng xấu của quá trình gia nhiệt mẫu ở nhiệt độ cao trong thời gian dài khi đóng rắn thuốc nổ PBX. 4.2. Ảnh hƣởng của thành phần thuốc nổ đến các đặc trƣng năng lƣợng của thuốc nổ PBX Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thành phần thuốc nổ đến các đặc trƣng năng lƣợng của thuốc nổ PBX đƣợc đƣa ra trong bảng 3.2 và để so sánh tác giả cũng đƣa ra các số liệu của RDX và TNT [2,5,6]. Bảng 3.2. Đặc trưng năng lượng của thuốc nổ PBX, RDX và TNT TT Loại thuốc nổ Mật độ liều nổ, g/cm3 Đặc trƣng năng lƣợng Tốc độ nổ, m/s Độ nén trụ chì, mm Khả năng sinh công,% TNT 1 TNT 1,0 4942 15,6 (16 * ) 100 1,65 7000 * --- --- 2 RDX 0,9 5900 * --- --- 1,0 --- 18 * (25 g) 150 * 1,7 8360 * --- --- 3 PBX chứa 90% RDX, 10% PU 1,0 --- --- 133,5 1,46 7353 Trụ chì bị phá hủy --- 4 PBX chứa 85% RDX, 15% PU 1,0 --- 24,3 130,5 1,15 5918 --- --- 1,35 --- Trụ chì bị phá hủy --- 1,44 7077 --- --- 5 PBX chứa 65% RDX, 15% PU, 20% Al 1,0 4385 15,9 132,7 1,35 --- 24,3 --- 1,58 6978 --- --- 6 PBX chứa 80% RDX, 20% PU 1,0 --- 18,9 127,9 1,35 --- 21,8 --- 1,44 6956 --- --- 1,44 (18) Nổ bị tắt --- --- 49 * Số liệu theo các tài liệu [2,6]. Từ các số liệu trong bảng 3.2 cho thấy: - Các đặc trƣng năng lƣợng của thuốc nổ PBX đều thấp hơn thuốc nổ RDX, nhƣng lại khá cao hơn thuốc nổ truyền thống TNT, đặc biệt là khả năng sinh công. Theo đặc trƣng năng lƣợng thì thuốc nổ PBX thuộc nhóm thuốc nổ phá mạnh. Tăng mật độ liều nổ và tăng hàm lƣợng RDX sẽ làm tăng các đặc trƣng năng lƣợng của thuốc nổ PBX. Việc thay thế một phần thuốc nổ RDX bằng bột Al dẫn đến làm giảm khả năng phá và làm giảm tốc độ nổ, nhƣng lại làm tăng khả năng sinh công và hiệu ứng nổ (nổ đanh hơn). Quy luật thu đƣợc đều hoàn toàn phù hợp với lý thuyết chất nổ. - Quá trình lan truyền nổ của liều thuốc nổ PBX chứa 80% RDX và 20% PU bị tắt khi giảm đƣờng kính liều nổ từ 24 mm xuống 18 mm (hình 3.1), nghĩa là ở mật độ 1,44 g/cm3 đƣờng kính liều thuốc nổ PBX thử nghiệm (18 mm) có thể đã nhỏ hơn đƣờng kính tới hạn. Lƣu ý này cần phải đƣợc quan tâm trong quá trình chế tạo, thử nghiệm và sử dụng thuốc nổ PBX dạng này. Hình 3.1. Liều thuốc nổ PBX còn lại sau khi kích nổ (lan truyền nổ bị tắt). Trong suốt quá trình thử nghiệm, tác giả chỉ sử dụng kíp nổ số 8 để kích nổ các liều thuốc nổ PBX. Kết quả cho thấy, khi đƣờng kính liều nổ lớn hơn 24 mm thì các liều nổ chế tạo từ thuốc nổ PBX đều bị kích nổ hoàn toàn từ xung nổ của kíp nổ số 8. 4.3. Ảnh hƣởng của thành phần hệ chất đóng rắn đến một số đặc trƣng của thuốc nổ PBX Độ an định hóa học là một đặc trƣng kỹ thuật rất quan trọng, quyết định đến độ an toàn và thời hạn sử dụng thuốc nổ PBX, còn nhiệt độ bùng cháy là một yếu tố quyết định đến lĩnh vực sử dụng thuốc nổ PBX nên hai chỉ tiêu này rất đƣợc quan tâm. Để khảo sát ảnh hƣởng của thành phần hệ chất đóng rắn đến độ an định hóa học và nhiệt độ bùng cháy, tác giả đã chế tạo các mẫu thuốc nổ PBX chứa 85% RDX và 15% PU, sử dụng chất đóng rắn TDI, HDI và hỗn hợp TDI-HDI theo tỷ lệ 1:1 về số mol. Kết quả khảo sát đƣợc đƣa ra trong bảng 3.3. Bảng 3.3. Đặc trưng của thuốc nổ PBX TT Thành phần hệ chất đóng rắn Đặc trƣng của thuốc nổ PBX chứa 85% RDX, 15% PU Độ an định hóa học, ml/g Nhiệt độ bùng cháy, 0 C 1 TDI đơn 0,159 215,6 2 Hỗn hợp TDI-HDI theo tỷ lệ 1:1 về số mol 0,297 212,5 3 HMDI đơn 0,667 212,1 50 Từ các số liệu trong bảng 3.3 cho thấy: - Độ an định hóa học của thuốc nổ PBX bị giảm mạnh khi sử dụng chất đóng rắn theo dãy sau: TDI  hỗn hợp HDI-TDI  HDI Khi sử dụng chất đóng rắn TDI thu đƣợc thuốc nổ PBX có độ an định cao, còn khi sử dụng chất đóng rắn HDI thu đƣợc thuốc nổ PBX có độ an định khá thấp và nằm trong vùng độ an định hóa học của các thuốc nổ PBX trên cơ sở chất kết dính hoạt tính (khoảng 0,6  0,8 ml/g) [3,6]. Khi sử dụng chất đóng rắn hỗn hợp TDI-HDI theo tỷ lệ 1:1 thu đƣợc thuốc nổ PBX có độ an định hóa học cao hơn khoảng 2 lần so với khi sử dụng chất đóng rắn HDI và thấp hơn khoảng 2 lần so với khi sử dụng chất đóng rắn TDI. Quy luật ảnh hƣởng trên có thể giải thích đƣợc theo cấu tạo hóa học của chất đóng rắn: hai nhóm isoxianat của TDI liên kết trực tiếp với vòng benzen nên sẽ phân cực hơn, nhờ đó chúng có khả năng phản ứng mạnh hơn và liên kết bền hơn với các nhóm hidroxyl của PEG và tác nhân khâu mạch so với trƣờng hợp chất đóng rắn HDI. Điều này cũng đƣợc biểu hiện rất rõ trong quá trình tạo chế tạo thuốc nổ PBX. - Nhiệt độ bùng cháy của thuốc nổ PBX cũng phụ thuộc vào thành phần hệ chất đóng rắn, cụ thể: bị giảm khá mạnh (khoảng 30C) khi chuyển từ TDI sang hỗn hợp TDI-HDI, bị giảm một chút (khoảng 0,40C) khi chuyển từ hỗn hợp TDI-HDI sang HDI. Ảnh hƣởng của thành phần hệ chất đóng rắn đến độ an định hóa học và nhiệt độ bùng cháy của thuốc nổ PBX có cùng một quy luật và chất đóng rắn HDI ảnh hƣởng xấu nhất đến độ an định hóa học và độ bền nhiệt của thuốc nổ PBX. Có thể xem kết luận này nhƣ một khuyến cáo và nên hạn chế sử dụng chất đóng rắn này để chế tạo thuốc nổ PBX trên cơ sở RDX và PU. 4.4. Ảnh hƣởng của điều kiện bảo quản đến một số đặc trƣng của thuốc nổ PBX Chất kết dính PU chứa nhóm chức uretan phân cực, ngoài ra còn có thể chứa các nhóm chức khác còn sót lại do không tham gia hết vào phản ứng đóng rắn và khâu mạch (hidroxyl, isoxianat) nên chất kết dính này sẽ khá nhạy với tác dụng của ẩm. Nghĩa là, điều kiện bảo quản sẽ gây ra tác động nhất định đến đặc trƣng của thuốc nổ PBX. Thực tế cho thấy, các liều thuốc nổ PBX đều bị mềm hơn trong quá trình bảo quản không kín do chất kết dính PU tƣơng tác với ẩm có trong không khí; khi bảo quản trong cùng một điều kiện mẫu thuốc nổ PBX không chứa Al bị mềm nhiều hơn so với mẫu thuốc nổ PBX chứa Al. Để khảo sát ảnh hƣởng của điều kiện bảo quản đến sự thay đổi độ an định hóa học và nhiệt độ bùng cháy của thuốc nổ PBX, tác giả đã chế tạo hai mẫu thuốc nổ PBX khác nhau, sử dụng chất đóng rắn TDI. Hai mẫu thuốc nổ PBX dƣới dạng liều nổ đƣợc bảo quản kín và hở trong 6 tháng ở điều kiện thƣờng. Kết quả khảo sát đƣợc đƣa ra trong bảng 3.4. 51 Bảng 3.4. Đặc trưng của thuốc nổ PBX TT Điều kiện bảo quản thuốc nổ PBX Thuốc nổ PBX chứa 80% RDX và 20% PU Thuốc nổ PBX chứa 65% RDX, 15% PU, 20% Al Độ an định hóa học, ml/g Nhiệt độ bùng cháy, 0 C Độ an định hóa học, ml/g Nhiệt độ bùng cháy, 0 C 1 Thuốc nổ PBX mới chế tạo 0,168 214,4 0,218 215,5 2 Thuốc nổ PBX đã bảo quản 6 tháng Bảo quản kín 0,170 213,7 0,201 212,3 Bảo quản hở 0,209 213,3 0,206 212,3 Từ các số liệu trong bảng 3.4 cho thấy: - Độ an định hóa học của thuốc nổ PBX không chứa Al hầu nhƣ không bị thay đổi khi đƣợc bao gói kín và bị giảm đáng kể khi đƣợc bao gói hở, nghĩa là điều kiện bảo quản ảnh hƣởng khá mạnh đến độ an định hóa học của thuốc nổ PBX. Điều này là do chất kết dính PU chứa nhóm chức uretan phân cực và các cấu tử riêng biệt có trong hệ chất kết dính polyme (PEG, glyxerin, TDI) đều chứa các nhóm chức hidroxyl, isoxianat có khả năng tƣơng tác với ẩm. Đặc biệt trong trƣờng hợp dƣ nhóm isoxianat sẽ xảy ra phản ứng mạnh với ẩm tạo thành hợp chất dạng amin: OCN-R-NCO + 2H2O  H2N-R-NH2 + 2CO2 Các amin tạo thành có môi trƣờng kiềm yếu sẽ xúc tiến quá trình phân hủy thuốc nổ RDX dẫn đến làm giảm độ an định hóa học của thuốc nổ PBX. - Độ an định hóa học của thuốc nổ PBX chứa Al khi đƣợc bao gói kín cao hơn một chút so với khi bao gói hở, đặc biệt độ an định hóa học của thuốc nổ PBX còn tăng sau khi bảo quản 6 tháng. Điều này có thể đƣợc giải thích theo hai nguyên nhân sau: thứ nhất, điều kiện bảo quản ít ảnh hƣởng đến độ an định hóa học của thuốc nổ PBX chứa Al; thứ hai, các phản ứng đóng rắn chƣa thật sự kết thúc trong thời gian đóng rắn, do đó vẫn tiếp tục xảy ra các phản ứng hoàn thiện cấu trúc trong 6 tháng bảo quản dẫn đến làm tăng độ ổn định hóa học của hệ. Để có thể đƣa ra kết luận chính xác cần phải khảo sát kỹ hơn hệ thuốc nổ này. - Điều kiện bảo quản ảnh hƣởng không lớn đến nhiệt độ bùng cháy của thuốc nổ PBX, đặc biệt đối với mẫu thuốc nổ PBX chứa Al. 5. KẾT LUẬN Từ kết quả nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất của thuốc nổ PBX trên cơ sở RDX và PU, có thể rút ra một số kết luận sau: - Thuốc nổ PBX có đặc trƣng năng lƣợng cao hơn thuốc nổ TNT và bền nhiệt, có độ ổn định hóa học cao và độ nhạy va đập khá thấp, bắt nổ hoàn toàn 52 từ kíp nổ số 8; các đặc trƣng năng lƣợng-kỹ thuật phụ thuộc mạnh vào thành phần thuốc nổ, tăng hàm lƣợng RDX và bột Al sẽ làm tăng các đặc trƣng năng lƣợng, nhƣng lại làm xấu đi các đặc trƣng kỹ thuật của thuốc nổ PBX. - Độ ổn định hóa học của thuốc nổ PBX phụ thuộc vào thành phần hệ chất đóng rắn. Thuốc nổ PBX đóng rắn bằng TDI có độ ổn định hóa học cao, còn thuốc nổ PBX đóng rắn bằng HDI có độ ổn định hóa học thấp, tƣơng đƣơng với độ ổn định hóa học của thuốc nổ PBX trên cơ sở chất kết dính hoạt tính. Hàm ẩm trong thuốc nổ và độ ẩm môi trƣờng đều ảnh hƣởng xấu đến độ an định hóa học, điều này phải luôn đƣợc quan tâm trong suốt quá trình chế tạo và bảo quản thuốc nổ PBX. - Nhiệt độ bùng cháy của thuốc nổ PBX cũng phụ thuộc vào thành phần hệ chất đóng rắn. Giống nhƣ độ ổn định hóa học, nhiệt độ bùng cháy của thuốc nổ PBX bị giảm khi sử dụng chất đóng rắn theo dãy TDI  hỗn hợp TDI-HDI  HDI. Đọ ẩm cũng ảnh hƣởng xấu đến nhiệt độ bùng cháy của thuốc nổ PBX. Thuốc nổ PBX trên cơ sở RDX và PU có rất nhiều ƣu điểm, có tính chất công nghệ tốt và dễ chủ động nguyên liệu sản xuất nên rất cần đƣợc nghiên cứu tiếp để phục vụ nhiệm vụ đảm bảo kỹ thuật. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Quy trình thí nghiệm xác định thành phần và đánh giá chất lượng thuốc nổ PBX nhiệt rắn / Cục Quân khí/ Tổng cục Kỹ thuật (2013). 2. Headquarters, Department of the Army. Military explosives / Department of the army technical manual, p. 351 (1984). 3. Arthur Provatas. Formulation and Performance Studies of Polymer Bonded Explosives (PBX)n (2003) Containing Energetic Binder Systems / Part I. Defence Science & Technology. DSTO- TR-1397. 4. Radwan M.A. Sensitivity and Performance of Energetic materials Based on Different Types o Energetic Binders / Energetic Materials, Insensitivity, Ageing and Monitoring. 37 th International Annual Conference of ICT. Karlsruhe, Germany, P. 56 (2006). 5. Орлова Е.Ю. (1973) Химия и технология бризантных взрывчатых веществ / Учебное пособие для вузов, Химия, 689 с. 6. Пиросправка. (2012) Справочник по взрывчатым веществам, порохам и пирочехническим составам / Издание 6, Москва, 310 с.