Взрывчатое вещество PBXN-109

Чтобы уменьшить вероятность случайных взрывов и пожаров, военно-морской флот, военно-воздушные силы и армия заменяют существующие основные взрывчатые вещества новыми, более нечувствительными, такими как PBXN-103 и PBXN-109, имеющие критические диаметры, превышающие 1 дюйм. Критический диаметр — наименьший диаметр цилиндрического заряда взрывчатого вещества, при котором возможно распространение детонации. Будущие  взрывчатые вещества будут иметь критические диаметры, превышающие один дюйм.

Двумя примерами этих нечувствительных взрывчатых веществ являются PBXW-124 (27% нитротриазолона, 20% гексогена, 20% алюминиевой пудры, 20% перхлората аммония и 13% связующего по массе), который имеет критический диаметр от 3 до 4 дюймов, и PBXW-122 (47% нитротриазолона, 5% гексогена, 15% алюминиевой пудры, 20% перхлората аммония и 13% связующего по массе), который имеет критический диаметр 7 дюймов.

Существующие инициирующие взрывчатые вещества и взрыватели не обладали достаточным выходом энергии, чтобы надежно инициировать новые нечувствительные основные заряды взрывчатых веществ. Увеличение количества инициирующего взрывчатого вещества увеличит чувствительность оружия и вероятность случайной детонации. Кроме того, существующий перечень взрывателей и взрывчатых веществ Министерства обороны США очень велик и не может быть заменен без значительных затрат. Необходим недорогой метод надежного инициирования новых, менее чувствительных зарядов взрывчатого вещества, в то же время уменьшения вероятности случайного срабатывания детонатора.

Взрывчатые вещества, как правило, предназначены для конкретного применения. Например, PBXN-110, состоящее из 88% октогена и 12% полимерного связующего, предназначено для фрагментации металлического корпуса боеголовки и разгона фрагментов до высокой скорости, тогда как PBXN-109, состоящее из 64% гексогена, 20% алюминиевой пудры и 16% связующего, предназначено для фугасных боевых частей. Другие взрывчатые вещества были разработаны, чтобы хорошо работать под водой/землей, такие как взрывчатое вещество PBXN-111, состоящее из 20% гексогена, 43% перхлората аммония, 25% алюминиевой пудры и 12% связующего. Однако ни одно из этих взрывчатых веществ не может оптимально выполнять все три задачи.

Литьевые взрывчатые вещества обычно готовят путем объединения взрывчатого ингредиента, такого как нитрамин, с отверждаемым связующим веществом и, необязательно, химически активным металлом и окислителем. Одним из широко используемых связующих является полибутадиен с концевыми гидроксильными группами (HTPB). HTPB отверждается с использованием обычных диизоцианатных отвердителей и катализаторов отверждения.

PBXN-109, типичное взрывчатое вещество на базе HTPB, содержит 20 мас. % алюминиевой пудры, 64 мас. % гексогена и 16 мас. % связующей системы, содержащей HTPB, DOA (диоктиладипат) и IPDI (изофорондиизоцианат). Связующее также может содержать пластификатор для облегчения обработки. Как только ингредиенты смешиваются, начинается реакция отверждения, которая вызывает увеличение вязкости до полного отверждения полимера. PBXN-109 имеет скорость детонации около 7600 м/с.

PBXN-103 предназначено для использования под водой или в других средах с низким содержанием кислорода. Оно содержит большое количество перхлората аммония и алюминия для обеспечения высокой температуры сгорания. Взрывчатое вещество PBXN-103 также содержит большое количество пластификатора. PBXN-103 - взрывчатое вещество с низким уровнем бризантного действия, имеющее относительно низкую скорость детонации, около 6000 м/с. Из-за низкой скорости детонации PBXN-103 не очень подходит для использования в кумулятивных зарядах.