起爆药XGQ的性能及应用探讨.pdf

第2 6卷第 3期 2 0 o 9年 9月 爆破 BLAS TI NG Vo 1 ． 2 6 N o ． 3 S e p ． 2 o o 9 文章编号 1 0 0 1 4 8 7 x 2 0 0 9 o 3 一 o 0 8 6 一 o 3 起爆药 XGQ 的性能及应用探讨 木 李 森 茂 ， 梁 锐 ， 李 清 芳 甘肃省化工研究院 ， 兰州 7 3 0 o 2 O 摘要 新合成一种单质起爆药x G Q， 通过对其各项物理化学性质和爆炸性能的测试， 与现行几种主要起 爆药剂相关性能的对比分析， 以及在火工品中的应用试验表明， x G Q起爆药性能比较全面， 对火焰和针刺敏 感 ， 起爆 能力好 ， 爆热和爆速高 ， 比容大 ， 流散性好 ， 耐压性和成型性好 ， 静 电感度低 ， 耐热性好 ， 与炸药及 金属 相容性好 ， 并且无毒， 不致突变， 粒度大小可按不同使用技术要求由合成工艺条件控制。对水稳定， 不吸湿， 并且在水中拒爆， 湿品对火焰机械撞击不敏感 ， 这为生产、 储存、 运输安全创造了极为有利的条件。 关键词 起爆药； 性能分析； 火工品； 应用探讨 中图分类号 T Q 5 6 0 ． 4 文献标识码 A Di s c u s s i O n 0 n Ch a r a c t e r i s t i c s a n d Ap p l i c a t i 0 n 0 f XGQ P r i ma r y E x p l 0 s i V e u s e n m n o ， L I A N G R u i ， L I Q t n g 0 n g G a n s u C h e mi s t r y R e s e a r c h I n s t i t u t e ， L a n z h o u 7 3 0 0 2 O， C h i n a Ab s t r a c t A n e w h o m0 g e n e 0 u s p r i m a r y e x p l o s i v e x G Q i s s y n t h e s i z e d ． T h r D u g h e 8 c h t e s t o f i t s p h y s i c a l a n d c h e m i s t r y a p p e a r a l 1 c e a n d e x p l 0 s i 0 n p mp e r t y ， a J 1 d c o n t r a s t i v e a n a l y s i s 0 n r e l a t i v e p r 0 p e r t y 0 f s o m e c u n le n t m a i n i n i t i 一 砒i 0 n e x p l 0 s i v e ， a n d a p p l i c a t i o n t e s t i n i n i t i a t i o n ma t e r i a l ， a ll 0 f t h o s e s h o ws t h a t t h e p r 0 p e r t y 0 f p r i ma r y e x p l o s i v e X G Q i s b e t t e r a r I d g o o d s e n s i b i H t y t o n a m e a n d p i n p r i c k ， g o o d i n i t i a t i o n a b i l i t y ， h i g h e x p l o s i o n h e a t a n d d e t o n a t i o n V e l o c i t y ， g o o d p r e s s u r e p r 0 0 f a n d m0 1 d i n g ， l o w 8 t a t i c s e n s i b i 1 ， g o o d h e a l r e s i s t a J 1 c e， g 0 0 d c 0 mp a t i b mt y t o e x p l o s i v e s a n d m e t a u i c ma t a l ， a n d n o t o x j c i t y ， n 0 t l e a d i n g t 0 m u t 0 n ， a l l d t h e g r a I 1 u l t y s i z e c a n b e c o n t T 0 u e d b y t h e s y n - t h e s i s t e c h n i q u e s b a s e d o n d i 任 r e n t r e q u e s t ． F u n h e 珊 0 r e ， i t i s s t e a d y t o wa t e r ， n 0 t mo i s t u r e a b s o r p t i o n a n d mi s f i r e i n wa t e r ， a n d m0 i s t p r o d u c t i s n t s e n s i t i v e t o na me a n d h i t t i n g， a l l 0 f t h o s e p r o v i d e s g o o d c o n d i t i o n f 0 r ma n u f a c t u r e ， s t o r ． a g e a n d t r a n s p o r t a t i o n ． 1 e y wO r ds p r i ma r y e x p 1 o s i v e ；p mp e r t y a n a l y s i s ；i r I i t i a t i 0 n ma t e r i a l ；印p l i c a t i o n d i s c u s s i o n O 引言 起爆药必须要有 良好的安定性 ， 主要包括吸湿 性 、 挥发性 、 热稳定性、 与炸药和金属壳体的相容性 ， 这些性能对起爆药的制造、 储存、 使用都具有非常重 要的意义 ； 还要有适当的感度 ， 既要易于被初始能量 收稿 日期 2 o o 9一o 4一 O 5 作者简介 李森茂 1 9 6 9一 ， 男 。 工 程师 ， 从 事爆 破方 向 的工作 ， E 。 ma i l b h h 5 2 O 1 6 3． c 0 m。 基金项 目 甘肃省省属科研所科技创新 团队资助 o 9 8 T T c A o o 4 所引爆， 又要保证制造、 压装、 运输、 使用的安全； 起 爆能力也是一个非常重要的性能指标 ， 起爆药量小， 可缩小火工品体积 ， 提高火工品在运输环节 的安全 性 ； 还应具有 良好 的流散性和压药性 。 J 。 x G Q是起爆药二硝基胍唑铅的缩写代号， 是 1 种以水合肼 、 双氰胺 、 盐酸 、 浓硫 酸为原材料化合制 成的含碳 、 氢 、 氧、 氮、 铅元素的单一化合物， 主要作 为混合起爆药和击发药的组分以及单质起爆药来 使用。 第2 6卷第 3期 李森茂， 梁锐 ， 李清芳起爆药 x G Q的性能及应用探讨 1 物理化学性质 1 ． 1 基本性质 x G Q起爆药为淡黄色近球形颗粒状聚晶 ， 颗粒 尺寸可以按不同使用技术要求通过控制化合条件给 予满足。真密度为 3 ． 6 6 g ／ c m。 ， 假密度为 1 ． 11 ． 6 g ／ c m 。不 溶 于 水 ， 难 溶 于 各 种 溶 剂。 l o o c 【 4 0 h x G Q 起爆药的放气量为0 ． 5 m L ／ g ， 而叠氮化铅 为 1 ． O m L ／ g ， 二硝基重氮酚为7 ． 6 m L ／ g - 3 J 。在密闭 容器中饱和食盐水气氛下 ， 保存 l y无变化 ， 吸湿均 重小于 0 ． 0 2 ％。 在含 O ． 5 ％ ～ 0 ． 6 ％ 的硝酸水溶液 中 7 5～ 8 0℃ 不分解。在 5 O ％ 硫酸中， 逐渐形成白 色的硫酸铅 ， 失去爆炸性 ， 但并不产生气体 。 分子结构式为 If『I ． Pb 0 ＼ N ／ 。 _ № 2 1 ． 2相容性 x G Q与炸药及金属的相容性见表 1 。 表 l X GQ起 爆药 l o o ℃ 4 0 h真 空热安定性试验 1 ． 3 毒性测试 1 急性毒性 试验雄性 白鼠， 5 0 0 0 m g ／ k g剂量 ， 无明显中毒 表现及死亡， 表明x G Q起爆药为无毒化合物。而二 硝基重氮酚的毒性 为中等 ， 大 鼠经 口 L D 5 02 2 8 ． 5 m g ／ k g ； 叠氮化铅的毒性也为中等， 小 鼠经口 L D 5 O 8 8 m k g 。 2 致突变性 ①微核试验 实验动物为昆明种雄性小白鼠， 剂 量5 0 o o m g ／ k g ， 检查小鼠骨髓多染性红细胞微核率 为 3 ． 4 ‰ ， 正常对照期为 2 ． O ％ o ， 阳性对照为 1 4 ． 6 2 ． 5 ‰ ， 表明该样品对骨髓多染性微核率无影响。 ②A m e s试验 选用 鼠伤寒 沙 门氏菌 T A 9 8 、 T A 1 o o为突变性检测菌种指示， 大鼠肝脏 s 9组份为 体外代谢活化酶， 经甲板渗入试验， 证明剂量在 2 o 0 1 6 o o g平板范 围内， 在加成为加 s 9混合物 时， 对 T A1 0 o 、 r A 9 8菌株回变菌落数增加 ， 结果为阴性 ， 未发现其致突变作用 。 2 爆炸性能 参照文献[ 4 ] 进行 x G Q爆炸性能检测。 2 ． 1 撞击感度 用卡斯 特落 锤仪 测试 ， 锤重 为 l O k g ， 击柱 为 西1 O m m， 落高为 2 5 c m， 药重为 0 ． O 5 g ， 测得撞击感 度 0 ％ 一 2 O ％ 。 用 C G Y型机械 冲击感 度仪测试 ， 击 柱尖端 为 咖3 mm， 锤重为 0 ． 8 k g ， 将 O ． O 2 g x G Q起爆药装人 9 撞击火帽内以4 o o k g ／ c m 压力压药 ， 测得 5 0 ％发 火高度为 1 6 c m。 2 ． 2 摩擦感度 用 M a y l 型摆式摩擦感度仪， 摆角为 4 5 。 ， 表压 为 5 ． 2 k g ， 滑柱为 咖l O m m， 药量 为 O ． 0 2 g ， 测得发 火率为 8 0 ％。 2 ． 3 针刺感度 在针刺雷管试验器 中， 将 0 ． 1 g x G Q起爆药装 人 L z 4 雷管加强帽内， 以 1 2 o o k g ／ c m 。 压力压药 ， 测得 5 O ％发火高度 3 ． 1 c m。 2 ． 4 火焰感度 用 H G Y 一 1型起 爆 药 火 焰 感 度 仪 ， 点 火 源 为 4 m m 5 ． 5 m m黑药柱 ， 将 O ． O 2 g x G Q起爆药装入 9 撞击火帽内， 以4 o o k g ／ c m 压力压药 ， 测得 5 O ％发 火高度为 2 7 ． 8 c m。 2 ． 5 静 电火花感度 x G Q的静电火花感度列于表 2 。 表 2 x GQ起爆药静电火花感度试验 发火率 O ． O 1 ％发火 5 O ％发火 9 9 ． 9 ％发火 ⋯⋯ 负极 正极 负极 正极 负极 正极 黾 1 ．7 8 1 ． 4 6 3 ． 0 4 3 ． 1 3 4． 3 0 4 ． 8 O 能量／ J 0 ． O 1 5 8 0 ． O 1 l 0 0 ． o 4 6 O O ． O 4 9 0 O ． 0 9 2 O O ． 1 1 5 O 注 储电电容为0 ． O l ， 电极空隙为O ． 5 n u n ， 点平冲头为9 ． 2 g 。 2 ． 6 静 电积累值 用 z c 一 3 6 型 1 O 1 7 超高阻计， 药片密度为 3 ． 3 5 7 8 8 爆破 2 0 o 9年 9月 g ／ c m ， 测得电阻率为 1 ． O 21 O 9 Q c m； 药量为 4 O g ， 铜槽槽长为 2 ． 2 8 m， 水平倾角为 5 2 。 ， 相对湿度为 6 0 ％ ， 测得静电积累值为 1 ． 3 9 k V 。 2 ． 7其它爆炸性能 x G Q的威力及压死点试验情况列下表 3 。 爆热为 5 3 5 c a l ／ ， g ， 而叠氮化铅为 3 6 7 c a l ／ ， g 。 爆速为5 7 5 5n ／ s p 2 ． 9 g ／ c m ， 而叠氮化铅 在装药密度为 3 ． 0 g ／ c m 时爆速为 4 6 3 O n s 。 爆发点为 2 2 6 ℃。 表 3 XGQ起爆药 的威 力、 压死点试验 序号 l 2 3 4 5 6 7 8 9 l O 2 ． 8 含水样品安全性试验 1 取出浸湿在水 中的样品 ， 放在水泥地上用 明 火点 ， 结果不能被点燃发火。经过反复点燃 ， 经火焰 烘干部分发火 ， 其余部分仍不发火。 2 取样品约 1 ． 5 g放在小瓶 中加满水 ， 将 8 雷 管插人水 中， 距药面约 l 0 m m， 将雷管起爆 ， 小瓶被 炸烂 ， 在小瓶周围找到了飞溅 出来的湿药， 由此可见 湿药不能被引爆。 微量干燥样品放在钢板上锤击即爆 ， 从水中取 出的湿样品用力锤击不爆。 由此看来， 该药在水中拒爆 ， 湿品不易点燃， 对撞 击也不敏感 ， 该药对水稳定 ， 可以在水中长期储存。 3 火工品应用性试验 3 ． 1 在击发药中应用 由于 x c Q起爆药的机械感度适中， 能量高于斯 蒂芬酸铅 、 叠氮化铅 ， 所以用它作击发药的起爆药组 分是合适的。 1 猎 弹底火 X G Q ／ 石墨 8 5～8 O ／ 1 5～ 2 0 ， 基本满足使用要求。 2 步枪子弹底火 s b s ， ／K c l O 3 ／ x G Q 3 5～ 3 2 ． 5 ／ 3 5～3 2 ． 5 ／ 3 0～3 5 ， 击发试验安全性好 ， 发火率 曲线合格。 3 自身产物对金属不产生腐蚀现象， 如果选择 无腐蚀氧化剂 ， 以适当比例可制成无腐蚀击发药。 3 ． 2 在雷管中应用 x G Q起爆药的火焰和热丝感度良好， 转爆轰距 离短 ， 可以直接起爆压装 的 R D x药柱 ， 并且可 以作 点火药， 以制成二组分结构、 工艺简单的雷管。 在实验室条件下， 装填电雷管、 导爆管雷管， 引 爆雷管 3 0 0余发 ， 以检查装药工艺、 点火条件 、 基本 性能 ， 特别是测定 了其耐静电性能， 均得到满意的结 果。试验雷管如图 l 、 图 2所示。 l 一 脚线 ，工业雷 管通用 规格 ； 2 一注塑管塞，工业雷管通用规格 ； 3 一 桥丝 ．通用标 准规格康 铜丝 ； 4 一 点火头 ；5 一 加强 帽 ，通用 规格 ； 6 一xGQ起爆 药 ；7 一 压装RD X工 业雷管 通用尺寸 ； 8 一管壳，标准规格铜、铁 、铝壳。 图 1 电雷管结构 l 2 3 4 5 6 1 一导爆管，工业通用规格 ；2 一定位用塑料塞 ； 3 一加强帽，通用规格； _ X G Q 起爆药； 5 一压装R D X 二 [ 业雷管通用尺寸； 6 一管壳 ，标准规格铜、铁、铝壳。 图 2 导爆管引爆 雷管 雷管振动试验。成品电雷管， 不加绸垫 ， 将加强 帽以 4 o o k g ／ c m 压 合， 在振 幅 l 5 c m、 6 O次／ m i n的 振动机上振动 5～1 0 mi n ， 产品不 自爆 ， 加强 帽无脱 落、 无药粉散落 ， 经过振动的产 品安全性能 良好 、 起 爆威力正常。 雷管威力试验 。用 4 m m4 0 m m4 0 m m 的 铅板进行穿孔试验 ， 并与 8 工业雷 管比较 ， 穿孔 尺 寸 1 2 mm， 与 8 雷管相同。 点火电压试验 。新装单发雷管 ， 交流 4 V， 可靠 起爆 ， 与 8 雷管相同， 表 明新装雷管 同 8 雷管一样 可以成群起爆 。 通电引爆时间的测定。用 C K - l 7 M示波仪在同 样条件下与 8 雷管比较， 8 雷管与新装雷管的平均 时差为 O ． 4 ms ， 均为瞬发雷管。 下转第9 l页 第 2 6卷第 3期 金娥， 项朋志表面活性剂在乳化炸药中的作用 9 l 表 2 乳化剂与乳化炸药产品性能比较表 3实验 结果分析 用于乳化炸药的乳化剂品种较多 ， 难 以一一实 验， 但对乳化剂的最关键要求是 ①乳化剂必须吸附 或富集在两相之间的界面上 ， 即降低界面张力 ， 也就 是降低界面能； ②乳化剂必须赋予粒子的电荷， 使粒 子间产生静电排斥力 ， 或者在粒子周围形成 1种稳 定的、粘度特高的甚至是固体的保护层。一般说 ， 制备 D型乳胶 体较制备 D ／ 型乳胶体要 困难 些。这是因 0型乳胶体粒子的静电斥力较 D ／ 型乳胶体静电斥力要小， 所以易发生聚结作用， 复合 乳化剂能产生协同效应， 比使用单一乳化剂乳化效 果更好 ， 为防止聚结作用 的有效方法之一 ， 为乳化炸 药用乳化剂研究发展开辟了新的途径。 4 结论 1 S ． 8 0和 E L l 0乳化剂虽乳化效果好 ， 但均系 消泡剂 ， 故产品贮存期短。 2 T 惭产品质量虽好 ， 但难 乳化甚至 出现不 乳 化现象。 3 S 一 8 OT 1 卵磷脂复合乳化剂 ， 不但乳化效 果好， 而且成本低， 远比用单一或其他复合乳化剂好 的多。 4 经实验证 明， 采用 S 一 8 OT 卵磷脂复合 乳化剂 ， 具有较强 的乳化能力 ， 较好 的乳胶体 ， 较理 想产品性能， 较好的经济效益， 因此， 是一种较理想 的复合乳化剂 。 根据实验情况， 某厂采用该乳化剂配方组成， 采 用 L K S型连续乳化机 用于工业化大生产， 取得 了 良好 的效果。因此， 该实验用复合乳化剂 ， 具有一定 的实用价值和现实指导意义。 参考文献 [ 1 ] 黄洪周． 中国表面活性剂总览[ M] ． 北京 化学工业出 版社， 2 0 o 3 2 - 5 ． [ 2 ] 刘程． 表面活性剂应用大全[ M] ． 北京 北京工业大 学出版社， l 9 9 2 2 l 5 ． [ 3 ] 汪旭光． 乳化炸药[ M] ． 北京冶金工业出版社． 1 9 8 6 l 5 7． [ 4 ] 张学河． 现代润滑油与添加剂[ M] ． 北京 中国石化出 版社， 1 9 9 1 2 2 47 ． [ 5 ] 李克 升， 金 娥． L l 。 s型连续乳化机 的理论与实践 [ J ] ． 爆破器材， 2 o o 7 ， 3 6 6 3 3 - 3 5 ． 上接第 8 8页 耐热试验。采用 x G Q起爆药单一装药制成的雷 管在 2 0 o一 2 1 O℃下加热4 h ， 雷管安全 、 起爆正常。 4 结论 x G Q起爆药 的特点在于性能比较全面 它对火 焰敏感、 对针刺敏感， 具有较好的起爆能力， 爆热、 爆 速高， 比容大， 流散性好， 耐压性、 成型性好， 粒度大小 可按不同使用技术要求由合成工艺条件控制， 静电感 度低 ， 耐热l 生 好 ， 与炸药及金属相容性好 ， 并且无毒 ， 不致突变。对水稳定， 不吸湿 ， 并且在水 中拒爆 ， 湿品 对火焰机械撞击不敏感， 这为生产、 储存、 运输安全创 造了极为有利的条件。相对现行的各种常用单质起 爆药， x G Q起爆药表现出了比较全面的优 良性能。 因此 ， 从性能上 x G Q在火工品中具有使用前途。 参考文献 [ 1 ] 劳允亮， 黄浩川． 起爆药学[ M] ． 北京 国防工业出版 社 ， 1 9 8 O 6 _ 7 ． [ 2 ] 吴幼成， 朱顺官， 宋敬埔． 两种在工业雷管中有应用前 景的起爆药剂[ J ] ． 爆破器材， l 9 9 6 ， 2 5 2 1 8 - 2 1 ． [ 3 ] 欧育湘． 炸药分析 [ M] ． 北京 国防工业出版社 ， 1 9 7 8 l 4 O ． 1 4 1 ． [ 4 ] 郑孟 菊， 俞统 昌， 张银亮． 炸药 的性 能及测 试技术 [ M] ． 北京 兵器工业出版社， 1 9 9 0 5 - 2 9， 5 2 - 7 8 ．