Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết giới thiệu tổng quan về thuốc nổ dạng tấm: Thành phần thuốc nổ dạng tấm, các phương pháp chế tạo; ứng dụng thuốc nổ dạng tấm trong chế tạo giáp phản ứng nổ bảo vệ xe tăng, hàn nổ, phá dỡ các mục tiêu công trình; một số thuốc nổ dạng tấm điển hình và khả năng phát triển thuốc nổ dạng tấm ở Việt Nam
Hóa học Kỹ thuật mơi trường THUỐC NỔ DẠNG TẤM (SHEET EXPLOSIVE), CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VÀ KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN Ở VIỆT NAM Nguyễn Minh Tuấn1*, Phạm Quang Hiếu1, Trần Văn Phương1, Nguyễn Ngọc Hải1, Phạm Kim Đạo1, Tạ Quốc Hùng2 Tóm tắt: Bài báo giới thiệu thuốc nổ dạng (Sheet Explosive): Lịch sử phát triển, thành phần, phương pháp chế tạo, sử dụng khả phát triển Việt Nam Từ khóa: Thuốc nổ; Thuốc nổ dạng tấm; Giáp phản ứng nổ; HMX; RDX; PETN ĐẶT VẤN ĐỀ Thuốc nổ dạng thực chất dạng thuốc nổ đàn hồi Các thuốc nổ dạng hay thuốc nổ mạnh thường tạo thành từ: Thuốc nổ thuốc nổ mạnh lượng cao như: RDX, HMX, PETN, CL20; chất kết dính polyme đàn hồi dạng rắn như: Cao su butyl, polyisobutylen, cao su silicon, CKH, ; chất hóa dẻo, phụ gia cơng nghệ Chất kết dính thường hợp chất cao phân tử mạch cứng có nhiệt độ phân hủy bùng cháy cao nhiệt độ chảy dẻo, có khả hóa dẻo thành dạng lỏng trở lại trạng thái rắn dung mơi bị đuổi hết, đó, trở lại trạng thái đàn hồi Các thuốc nổ mạnh có ưu điểm có tính tốt, có tính đàn hồi, có khả tái chế Mặc dù thuốc nổ dạng nghiên cứu chế tạo thành công từ lâu giới, chủng loại đặc điểm không phổ biến nên tài liệu kỹ thuật công nghệ chế tạo thuốc nổ mạnh nước ta hạn chế Hiện Binh chủng Đặc cơng có nhu cầu sử dụng thuốc nổ mạnh huấn luyện, diễn tập, sẵn sàng chiến đấu Binh chủng cơng binh có nhu cầu sử dụng loại thuốc nổ Hàng năm nhu cầu sử dụng loại thuốc nổ tương đối lớn Ở nước ta chưa có nơi nghiên cứu chế tạo thuốc nổ mạnh Vì vậy, việc nghiên cứu, chế tạo thành công thuốc nổ mạnh cần thiết Bài báo giới thiệu tổng quan thuốc nổ dạng tấm: Thành phần thuốc nổ dạng tấm, phương pháp chế tạo; ứng dụng thuốc nổ dạng chế tạo giáp phản ứng nổ bảo vệ xe tăng, hàn nổ, phá dỡ mục tiêu cơng trình; số thuốc nổ dạng điển hình khả phát triển thuốc nổ dạng Việt Nam THÀNH PHẦN, PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO THUỐC NỔ DẠNG TẤM 2.1 Thành phần Các sản phẩm thuốc nổ dạng thương mại tiếng phát triển, sản xuất công ty, Nipolit, Metabel, FORMEX, SESAMEX, EXPAL Mỹ, Đức, Pháp, Israel, Tây Ban Nha Các sản phẩm chủ yếu dựa PETN RDX thành phần chất nổ [1, 3, 5] Các chất nổ thơng thường PETN, RDX, HMX, có nhược điểm tính chất học độ nhạy cao Cải thiện thông số đạt cách sử dụng hệ thống chất kết dính polyme Thuốc nổ dạng loại thuốc nổ liên kết chất dẻo đàn hồi chất nổ có lượng cao (HEM), 1,3,5-Trinitroperhydro-1,3,5-triazine (RDX), Octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocane (HMX), Pentaerythritol tetranitrate (PETN), phân tán đồng ma trận polyme tạo thành dạng hỗn hợp mềm dẻo cuộn, cắt thành dạng Các polime tạo liên tục để phân bố chất nổ có lượng cao đóng vai trị quan trọng việc định cấu trúc khối mềm dẻo độ nhạy thuốc nổ Cao su tự nhiên, cao su crepe thường 118 N M Tuấn, …, T Q Hùng, “Thuốc nổ dạng … khả phát triển Việt Nam.” Nghiên cứu khoa học công nghệ sử dụng làm chất kết dính thuốc nổ Tuy nhiên, thuốc nổ loại có hạn sử dụng hạn chế cao su tự nhiên có xu hướng bị suy giảm chất lượng trình oxy hóa mắt xích isoprene q trình cất trữ Thuốc nổ dựa polybutadiene kết thúc mạch hydroxyl (HTPB) cơng bố Những nhược điểm thuốc nổ dựa HTPB khả chứa lớn chất mang lượng HTPB tính 2.2 Các phương pháp chế tạo thuốc nổ dạng Dưới đưa phương pháp sử dụng rộng rãi chế tạo thuốc nổ dạng Các thuốc nổ dạng với thành phần chất nổ lên tới 80-90% thực cách áp dụng phương pháp chế tạo [1, 5] 2.2.1 Phương pháp dùng dung môi Phương pháp thực sau: Làm trương nở mảnh cắt lượng chất kết dính tính tốn dung mơi chọn để thu gel đồng Gel chuyển vào máy trộn lượng thuốc nổ với cỡ hạt phù hợp thêm vào làm đợt Hơi nước nước nóng đưa vào vỏ áo máy trộn tiếp tục trộn khoảng thời gian định nhiệt độ cao Trong q trình trộn, phần dung mơi bị bay dẫn đến hình thành bột nhão để cán ép cặp trục cán lăn nóng để thu có kích thước mong muốn 2.2.2 Xử lý kỹ thuật polyme hóa khơng dung môi Phương pháp đưa cách chế tạo thành phần cao su nhớt theo quy trình khơng dung mơi Phương pháp thực sau: Trộn chất kết dính với chất nổ dạng ướt (chứa nước) máy trộn Trong trình trộn, phần lớn nước tách khỏi thành phần thuốc nổ nước dư vắt cách cán hỗn hợp 40oC Sản phẩm cuối có hàm lượng nước khoảng 1% định hình thành dải cán tinh đồng thời với lưu hóa 80oC 2.2.3 Kỹ thuật ép đùn Phương pháp thực sau: Chuyển hỗn hợp chất nổ với chất kết dính dạng khối mềm, bột nhão thu phương pháp (2.2.1) vào khuôn ép đùn Dưới áp suất thích hợp, thơng qua khn có rãnh phù hợp để tạo sản phẩm thuốc nổ dạng đồng có bề dày mong muốn 2.2.4 Phương pháp đúc với latex Hình Sơ đồ chế tạo thuốc nổ dạng Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, - 2020 119 Hóa học Kỹ thuật môi trường Phương pháp thực sau: Trộn latex lỏng dạng nhũ tương nước với hàm lượng cao su 60% máy trộn hành tinh với chất lưu hóa chất chống lão hóa Sau đó, lượng chất nổ dạng ướt tính trước thêm vào chất lỏng đồng máy trộn hành tinh tiếp tục trộn Hỗn hợp sau đổ lên thạch cao, hấp thụ phần lớn nước vịng 1-2 ngày Chế phẩm khơ lưu hóa 60oC Tiếp theo cán 60oC để loại bỏ lượng nước cịn lại đạt kích thước mong muốn nổ Trong phương pháp này, chất nổ dạng bột lên tới mức khoảng 85% nạp vào latex lỏng 2.2.5 Phương pháp đúc biến tính Trong phương pháp này, lượng HTPB đúc biến tính tính tốn với chất hỗ trợ cơng nghệ chuyển sang máy trộn thu hỗn hợp đồng 45-50oC Lượng chất nổ khơ tính tốn thêm vào làm 2-3 lần tiếp tục việc trộn khoảng thời gian định 45-50oC Nhiệt độ hỗn hợp sau giảm xuống 25oC lượng isoxyanat tính tốn từ trước thêm vào, trộn tiếp khoảng 50-60 phút để thu bột nhão đồng Bột nhão để biến tính sơ khay kiểm sốt hàm ẩm Khối nhão biến tính sơ cán lăn nhiệt độ môi trường để thu thuốc nổ dạng có kích thước mong muốn ỨNG DỤNG THUỐC NỔ DẠNG TẤM 3.1 Ứng dụng thuốc nổ dạng Thuốc nổ dạng ứng dụng rộng rãi lĩnh vực dân lĩnh vực quân Ngoài cắt kim loại, phá hủy hàn, hình 2, thuốc nổ dạng cịn sử dụng giáp phản ứng nổ (ERA) [1, 7] Giáp phản ứng nổ làm nổ kẹp hai kim loại bảo vệ hiệu cho xe bọc thép, bao gồm xe tăng, chống lại công đạn đầu đạn nổ lõm Thuốc nổ dạng có độ nhạy cao nghiên cứu để chống lại tác dụng đạn xuyên động kim loại Hình Phương pháp hàn nổ thuốc nổ dạng Trong thời gian gần đây, thuốc nổ có tầm quan trọng to lớn làm thành phần giáp phản ứng nổ, làm tăng khả bảo vệ áo giáp xe tăng Dòng xuyên liều lõm từ đầu đạn gây phát nổ chất nổ dạng kẹp kim loại dẫn đến lái đảo theo hướng ngược lại Tấm kim loại di chuyển khỏi áo giáp làm gián đoạn đầu dịng xun kim loại phía di chuyển phía áo giáp phá vỡ phần cịn lại dòng xuyên Hiệu tổng thể tiêu thụ phần lớn lượng dịng xun Do đó, dịng xun bị yếu đi, không đủ lượng để thâm nhập vào áo giáp xe tăng Hoạt động giáp phản ứng nổ chống lại liều nổ lõm thể hình 120 N M Tuấn, …, T Q Hùng, “Thuốc nổ dạng … khả phát triển Việt Nam.” Nghiên cứu khoa học công nghệ Hình Hoạt động giáp phản ứng nổ với thuốc nổ dạng 3.2 Một số thuốc nổ dạng điển hình, khả phát triển thuốc nổ dạng Việt Nam 3.2.1 Tấm nổ mạnh HEXOSHEET Pháp Hình Tấm nổ mạnh HEXOSHEET Pháp Thành phần Mật độ Tốc độ nổ Màu sắc Kích thước RDX chất kết dính 1,6 ± 0,1 g/cm3 7700 ± 300 m/s Trắng 210 x 297 mm x3 mm (khổ A4) 400 x 250 mm x3 mm 3.2.2 Tấm nổ mạnh (Sheet Explosive) Tây Ban Nha Tấm nổ mạnh Explosive Sheet Tây Ban Nha sản xuất có độ dày từ 2mm tới 6mm (độ dày tùy chọn theo yêu cầu khách hàng) Tấm nổ có độ dẻo cao, cho phép uốn cong theo bề mặt vật thể cần phá hủy Có thể xếp chồng vài nổ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, - 2020 121 Hóa học Kỹ thuật môi trường mạnh lên để tăng khả phá hủy Tấm nổ mạnh có hai loại với kích thước khác sau: 400mm x 200mm x 2mm 4mm mm dày (hay gọi LE 2; LE LE 6) 1000mm x 15mm x 2mm 4mm mm dày (hay gọi CE 2; CE CE 6) Hình Tấm nổ mạnh (Sheet Explosive) Tây Ban Nha Thành phần PETN chất kết dính Mật độ 1,5 ± 0,1 g/cm3 Tốc độ nổ 6700 ± 300 m/s Màu sắc xám Các nổ mạnh có mặt bám dính Với đặc tính dẻo bám dính, nổ mạnh Explosive Sheet phù hợp với nhiều ứng dụng, yêu cầu nhiều mục tiêu khác Tấm nổ mạnh cắt thành nhiều hình dạng mong muốn khác để phù hợp với bề mặt mục tiêu, có khả chống nước Tấm nổ mạnh Explosive Sheet thiết kế để nổ cắt, đặc biệt mục tiêu thép Các nổ dễ dàng nhanh chóng gắn lên bề mặt dị hình bề mặt cong Các kẹp kíp sử dụng để gắn kíp nổ theo chiều thẳng đứng nằm ngang Tấm nổ mạnh sử dụng hiệu lực lượng Công binh, lực lượng xử lý bom mìn, lực lượng đặc nhiệm cứu hộ cứu nạn Ở nước ta, thuốc nổ dẻo C4-VN [8] nghiên cứu chế tạo thành công đưa vào trang bị cho quân đội Khả nghiên cứu chế tạo phát triển thuốc nổ dạng nước ta hồn tồn KẾT LUẬN Trong báo này, nhóm tác giả giới thiệu tổng quan thuốc nổ dạng tấm: Thành phần thuốc nổ dạng tấm, phương pháp chế tạo; ứng dụng thuốc nổ dạng Trong giai đoạn nay, cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước, xây dựng bảo vệ Tổ quốc việc đưa vào sử dụng thuốc nổ dạng tấm, nghiên cứu phát triển cần thiết, cần quan tâm nhà nghiên cứu 122 N M Tuấn, …, T Q Hùng, “Thuốc nổ dạng … khả phát triển Việt Nam.” Nghiên cứu khoa học công nghệ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] M.B Talawar∗, S.K Jangid, T Nath, R.K Sinha, S.N Asthana, “New directions in the science and technology of advanced sheet explosive formulations and the key energetic materials used in the processing of sheet explosives: Emerging trends”, Journal of Hazardous Materials 300 (2015) [2] Karim Elsharkawy, “1,1-Diamino-2,2-Dinitroethene (FOX-7) Based Sheet Explosive Material with Glycidyl Azide Polymer in Comparison with RDX Based System”, International Journal of Engineering Research & Technology, 2017 [3] S.N Nath, J.S Asthana, “Studies on RDX based sheet explosives with estanebinders, Theory and practices of energetic materials”, Shenzhen, Guangdong,China, October 8–11, in: Proceedings of the Second International AutumnSeminar on Propellants, Explosives and Pyrotechnics, Vol.II, 1997 [4] H.S Yadav, “Flyer plate motion by thin sheet explosive”, Propell Explos Pyrot.13 (1998) 17–20 [5] Под Ред Б.П.Жукова, “Энергетические конденсированные системы”, Краткий энциклопедический словарь, Изд 2-е исправл – М Янус К 2000 с 102-103 [6] Генералов, М.Б, “Основные процессы и аппараты промышленных взрывчатых веществ ”, учебное пособие – М.: Изд-во ИКЦ Академкнига, 2004 – 397 с [7] Косарев, А.А, “Пластичные и эластичные взрывчатые смеси: метод указ к лаб раб ”, Казань: Изд-во Казан гос технол ун-та, 2007 – 44 с [8] Nguyễn Minh Tuấn, “Nghiên cứu cơng nghệ chế tạo mẫu thuốc nổ dẻo có tính tương đương loại C4”, Báo cáo khoa học đề tài cấp BQP, 2015 ABSTRACT SHEET EXPLOSIVE, MANUFACTURING METHODS AND DEVELOPING ABILITIES IN VIETNAM In the article, sheet explosive is introduced in the development history, components, manufacturing methods, usage and developing abilities in Vietnam Keywords: Explosive; Sheet Explosive; Explosive reactive armour; HMX; RDX; PETN Nhận ngày 30 tháng năm 2020 Hoàn thiện ngày 13 tháng năm 2020 Chấp nhận đăng ngày 24 tháng năm 2020 Địa chỉ: 1Viện Thuốc phóng Thuốc nổ; Cục Kỹ thuật/BCĐC * Email: Tuannm192@gmail.com Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, - 2020 123 ... nhược điểm thuốc nổ dựa HTPB khả chứa lớn chất mang lượng HTPB tính 2.2 Các phương pháp chế tạo thuốc nổ dạng Dưới đưa phương pháp sử dụng rộng rãi chế tạo thuốc nổ dạng Các thuốc nổ dạng với thành... ứng nổ với thuốc nổ dạng 3.2 Một số thuốc nổ dạng điển hình, khả phát triển thuốc nổ dạng Việt Nam 3.2.1 Tấm nổ mạnh HEXOSHEET Pháp Hình Tấm nổ mạnh HEXOSHEET Pháp Thành phần Mật độ Tốc độ nổ. .. Thành phần thuốc nổ dạng tấm, phương pháp chế tạo; ứng dụng thuốc nổ dạng Trong giai đoạn nay, cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước, xây dựng bảo vệ Tổ quốc việc đưa vào sử dụng thuốc nổ dạng tấm, nghiên
