Влияние структуры н-парафинов на детонационные свойства пластитов

Секция: 

Authors: 

Докладчик: 

Keywords: 

  • взрывчатые вещества
  • н-парафины
  • детонация
  • модуль сдвига

Abstract: 

Как известно, в большинстве случаев для заполнения таких взрывных устройств как снаряды, гранаты и т.д. используются твёрдые взрывчатые вещества. Одним из видов этих веществ являются пластиты. Последние представляют собой смеси, одним из компонентов которых - н-алканы (парафины) с количеством атомных углеводородных групп от 16 до 26. С физической точки зрения взрыв представляет собой спонтанное разупорядочение структуры вещества, которое сопровождается выделением значительного количества энергии и образованием ударных волн. Мощность этих волн определяется детонационной стойкостью взрывных веществ. Для н-парафинов этот параметр является недостаточной величиной при формировании ударных волн, что снижает взрывные способности пластитов. Как известно, основными факторами, приводящими к взрыву твёрдого вещества, являются механическое, тепловое, химическое и детонационное воздействия. Под влиянием этих факторов происходит возникновение в системе нескольких сосуществующих фаз, которые различаются степенью своей упорядоченности. Для класса ламелярных кристаллов, к которым относятся н-парафины, было установлено существование специфических дефектов супервакансий, количество которых увеличивается в процессе теплового расширения системы. Указанные дефекты представляют собой пустоты, продольный размер которых равен длине цепной молекулы, а поперечный – расстоянию между соседними молекулами. Также ранее было установлено, что особенностью ламеллярных систем, содержащих супервакансии, является то, что соседним с данным дефектом цепям энергетически выгодно внедряться в её пространство, принимая различные конфигурации, образуя область неупорядоченного материала. Одним из параметров, которые могут экспериментально установить изменение упорядоченной и неупорядоченной фазы в системе, является модуль сдвига. Преимуществом использования этой величины как определяющего параметра является заметная разность между значениями сдвигового модуля расплава (неупорядоченной области) практически равному нулю и упорядоченной - решётчатой области. Экспериментально определялся модуль сдвига двух представителей н-парафинов с разным количеством атомных углеводородных групп, а именно С18Н38 и С22Н46 при температуре плавления. Было установлено, что при идентичных условиях (температура и время плавления), в сравнении с «нулевым» значением модуля сдвига октодекана (С18Н38), указывающего на образования расплава, для докозана (С22Н46) этот параметр существенно отличался от нуля, принимая значения порядка МРа. Такое различие сдвиговых модулей исследуемых систем связано с тем, что в системе, содержащей более длинные цепи, процесс разупорядочения протекает менее интенсивно за счёт их большей способности к зацеплению в области супервакансии. Следствием такой возможности является наличие некоторого количества жёсткой фазы, представляющего собой агрегаты перепутанных цепей. В подвтерждение этой гипотезы были исследованы процессы горения октодекана и докозана.