Взрывчатые вещества с полимерным связующим

Взрывчатое вещество на полимерной основе, также называемое PBX, или взрывчатое вещество на пластиковой основе, представляет собой взрывчатый материал, в котором порошок из взрывчатого вещества связывается вместе в матрице с использованием небольших количеств (обычно 5–10 мас.%) синтетического полимера. PBX, как правило, используются для взрывчатых веществ, которые трудно расплавляются или иным образом трудно поддаются формованию. PBX было впервые разработано в 1952 году в Лос-Аламосской национальной лаборатории, как гексоген, внедренный в полистирол с диоктилфталатным пластификатором. Композиции октогена с тефлоновыми связующими были разработаны в 1960-х и 1970-х годах для орудийных снарядов и для сейсмических экспериментов Apollo Lunar Surface Experiment Package (ALSEP).

Полимерные взрывчатые вещества имеют несколько потенциальных преимуществ:

Если полимерная матрица представляет собой эластомер (резиновый материал), она имеет тенденцию поглощать удары, что делает PBX нечувствительным к случайной детонации и поэтому идеально подходит для нечувствительных боеприпасов.

С помощью твердых полимеров можно производить PBX, которые являются очень жесткими и поддерживают заданную форму даже в условиях сильной нагрузки.

Порошки PBX могут быть спрессованы в определенную форму при комнатной температуре, тогда как литье обычно требует опасного плавления взрывчатого вещества. Прессованием под высоким давлением можно достичь плотности материала, очень близкой к теоретической плотности кристаллов основного взрывчатого материала.

Многие PBX безопасны для обработки - они позволяют превращать сплошные блоки ВВ в сложные трехмерные формы. Например, заготовка PBX может, если необходимо, обрабатываться на токарном станке или станке с ЧПУ. Этот метод используется для создания взрывных линз, необходимых для современного ядерного оружия. 

Связующие

Фторполимеры

Фторполимеры являются предпочтительными в качестве связующих веществ благодаря их высокой плотности (обеспечивающей высокую скорость детонации) и инертным химическим свойствам (обеспечивающим стабильность при длительном хранении и низкое старение). Они, однако, довольно хрупкие, так как их температура стеклования равна комнатной температуре или выше; это ограничивает их использование нечувствительными взрывчатыми веществами (например, TATB), где хрупкость не оказывает вредного влияния на безопасность. Их также трудно обрабатывать. 

Эластомеры

Эластомеры должны использоваться с более механически чувствительными взрывчатыми веществами, например, с октогеном. Эластичность матрицы снижает чувствительность сыпучего материала к ударам и трению; температура их стеклования выбирается так, чтобы она была ниже нижней границы рабочего диапазона температур (обычно ниже -55 °C). Однако сшитые каучуковые полимеры чувствительны к старению, главным образом, благодаря действию свободных радикалов и гидролизу связей следами водяного пара. Для производства взрывчатых веществ широко используются каучуки, такие как эстан или полибутадиен с концевыми гидроксильными группами (HTPB). Также используются силиконовые каучуки и термопластичные полиуретаны. Фторэластомеры, например Viton, объединяют преимущества обоих групп.

Энергетические полимеры

Энергетические полимеры (например, нитро- или азидные производные полимеров) могут быть использованы в качестве связующего для увеличения взрывной силы по сравнению с инертными связующими. Tакже могут быть использованы энергетические пластификаторы. Добавление пластификатора снижает чувствительность взрывчатого вещества и улучшает его технологичность. 

Некоторые примеры ВВ с полимерным связующим.

Название	Взрывчатое вещество	Связующее	Применение
EDC-29	β-октоген 95%	5% Полибутадиен с концевыми гидроксильными группами (HTPB)	Английская разработка
EDC-37	октоген/нитроцеллюлоза 91%	9% полиуретан
LX-04-1	октоген 85%	Синтетический каучук Viton-A 15%	Высокая скорость детонации; используется в ядерных БЧ (W62, W70)
LX-07-2	октоген 90%	Синтетический каучук  Viton-A 10%	Высокая скорость детонации; используется в ядерных БЧ (W71)
LX-09-0	октоген 93%	BDNPA 4.6%; FEFO 2.4%	Высокая скорость детонации; используется в ядерных БЧ (W68). Склонен к износу и разделению пластификатора и связующего. Вызвал серьезные проблемы с безопасностью.
LX-09-1	октоген 93.3%	BDNPA 4.4%; FEFO 2.3%
LX-10-0	октоген 95%	Синтетический каучук  Viton-A 5%	Высокая скорость детонации; используется в ядерных БЧ (W68 (замена LX-09), W70, W79, W82)
LX-10-1	октоген 94.5%	Синтетический каучук  Viton-A 5.5%
LX-11-0	октоген 80%	Синтетический каучук  Viton-A 20%	Высокая скорость детонации; используется в ядерных БЧ (W71)
LX-14-0	октоген  95.5%	Estane & 5702-Fl 4.5%
LX-15	JD-X 95%	Политрифторхлорэтилен   Kel-F 800 5%
LX-16	тэн 96%	FPC461 4%	FPC461 представляет собой сополимер винилхлорида и хлортрифторэтилена, и была изучена его реакция на гамма-лучи.
LX-17-0	TATB 92.5%	Политрифторхлорэтилен   Kel-F 800 7.5%	Высокая скорость детонации, низкая чувствительность, используется в ядерных БЧ (B83, W84, W87, W89)
PBX 9007	гексоген 90%	полистирен 9.1%; DOP 0.5%; канифоль 0.4%
PBX 9010	гексоген 90%	Политрифторхлорэтилен    Kel-F 3700 10%	Высокая скорость детонации; используется в ядерных БЧ (W50, B43)
PBX 9011	октоген 90%	Estane и 5703-Fl 10%	Высокая скорость детонации; используется в ядерных БЧ (B57 mod 1 и 2)
PBX 9205	гексоген 92%	Полистирен 6%; DOP 2%	Создано в Лос Аламосе в 1947 году, позже получило обозначение PBX 9205
PBX 9404	октоген 94%	нитроцеллюлоза 3%; CEF 3%	Высокая скорость детонации; широко использовалось в ядерных БЧ (B43, W48, W50, W55, W56, B57 mod 2, B61 mod 0, 1, 2, 5, W69). Имелись серьезные проблемы с безопасностью, связанные со старением и разложением нитроцеллюлозного связующего.
PBX 9407	гексоген 94%	FPC461 6%
PBX 9501	октоген 95%	Estane 2.5%; BDNPA-F 2.5%	Высокая скорость детонации; используется в ядерных БЧ (W76, W78, W88). Одно из наиболее широко изученных ВВ.
PBS 9501	-	Estane 2.5%; BDNPA-F 2.5%; просеянный белый сахар 95%	инертный имитатор механических свойств АТС 9501
PBX 9502	TATB 95%	Политрифторхлорэтилен    Kel-F 800 5%	Высокая скорость детонации, низкая чувствительность, основное ВВ в современных ядерных БЧ США  (B61 mod 3, 4, 6–10, W80, W85, B90, W91), также им снаряжаются более ранние заряды для замены менее безопасных ВВ.
PBX 9503	TATB 80%; октоген 15%	Политрифторхлорэтилен     Kel-F 800 5%
PBX 9604	гексоген 96%	Политрифторхлорэтилен     Kel-F 800 4%
PBXN-  103			Торпеды Mk-48
PBXN-106	гексоген 75%	полиэтиленгликоль/BDNPA-F	Морские снаряды
PBXN-107	гексоген 86%	Полиакрилатное связующее	Ракеты BGM-109 Tomahawk
PBXN-  109	Гексоген 64%, Алюминий 20% и связующее 16%	HTPB, DOA и IPDI
PBXN-  110	октоген 88%
PBXN-  111	гексоген 20%, перхлорат аммония 43%, алюминий 25%
PBXN-3	гексоген 85%	Нейлон	Ракеты AIM-9X Sidewinder
PBXN-5	октоген 95%	фторкаучук 5%	Морские снаряды
PBXN-9	октоген 92%	HYTEMP 4454 2%, DOA 6%
X-0242	октоген 92%	Полимер  8%
XTX 8003	тэн 80%	Sylgard 182 20%	Высокая скорость детонации; используется в ядерных БЧ (W68, W76)