مروری بر رئولوژی مواد منفجره پیوندی با پلیمر
محورهای موضوعی : آموزش پلیمرها: وضعیت کنونی و آینده
1 - دانشگاه جامع امام حسین ع
کلید واژه: مواد منفجره پلیمری, رئولوژی, محمل پلیمری, تنش تسلیم, توزیع اندازه ذرات,
چکیده مقاله :
امروزه مواد منفجره پیوندی با پلیمر در صنایع دفاعی و تجاری کاربرد گسترده‌ای دارند. در این نوع مواد منفجره، مقادیر بسیار بالای بلورهای انفجاری (حدود 90% وزنی) با محمل‌های پلیمری (حدود 10%) احاطه شده‌اند که منجر به کاهش حساسیت و افزایش ایمنی قابل توجه حین کاربری و انبارداری می‌شود. این آمیزه‌ها به روش‌های متفاوتی همچون فشاری، ریخته‌گری، اکستروژن و تزریق قالبگیری می‌‌شوند. مطالعه رئولوژی این آمیزه‌های با درصد بالای جامد، منجر به یافتن روش مناسب کنترل کیفیت در مراحل مختلف تولید می‌شود. در ابتدا به مرور مطالعات انجام شده پیرامون جایگزین‌های شبیه‌ساز رفتار رئولوژیکی مواد منفجره همچون دکلران،کربنات‌کلسیم، شکر و ... پرداخته شد. رفتار عمومی آمیزه‌های شبیه‌ساز همچون تنش تسلیم، وابستگی به نرخ برشی، وابستگی به زمان و ... با آمیزه‌های انفجاری اصلی مقایسه شد. نتایج نشان داد باوجود مشابهت در برخی از رفتارهای رئولوژیکی، امکان پیش‌بینی و مطالعه همه رفتارهای رئولوژیکی آمیزه‌های انفجاری پیوندی با پلیمر با استفاده از مواد شبیه‌ساز وجود ندارد. در ادامه عوامل تأثیرگذار بر رئولوژی آمیزه‌های منفجره پیوندی با پلیمر، همچون توزیع اندازه ذرات بلورهای انفجاری، اصلاح سطح بلورهای انفجاری، حضور نرم‌کننده و . . . مرور شد. بررسی منابع علمی نشان داد استفاده از توزیع پهن اندازه ذرات بلورهای انفجاری نسبت به توزیع باریک منجر به کاهش قابل توجه گرانروی و وابستگی به نرخ برشی و زمان آمیزه شد. عدم برهم‌کنش‌های نیرومند میان ذرات بلوری و محمل پلیمری منجر به عدم مشاهده رفتار شبه‌جامد حتی در 85% وزنی از بلورهای انفجاری همچون اکتوژن در بستر پلی‌بوتادین‌خاتمه یافته با هیدروکسیل می‌شود.
Polymer-bonded explosives are widely used in defense and commercial industries. In this type of explosive, very high amounts of explosive crystals (about 90% by weight) are surrounded by a polymeric binder (about 10%), which leads to a decrease in sensitivity and a significant increase in safety during application and storage. These mixtures are molded in different ways, such as pressing, casting, extrusion, and injection. Studying the rheology of these mixtures with a high percentage of solid loading leads to finding the appropriate quality control method at different production stages. The first step was to review studies on alternatives to simulating explosive rheological behavior, such as dechlorane, calcium carbonate, sugar, etc. The general behavior of simulated mixtures, such as yield stress, shear rate dependence, time dependence, etc., is compared with original explosive. The results showed that despite the similarity in some rheological behaviors, it is impossible to predict and study all the rheological behaviors of polymer-bonded explosives using simulating materials. This paper discusses factors affecting the rheology of polymer-bonded explosives, such as particle size distribution, modification of explosive crystal surfaces, and plasticizer. A review of scientific sources showed that using a wide distribution of explosive crystal particles compared to a narrow distribution led to a significant reduction in viscosity and dependence on shear rate and time. The absence of strong interactions between crystal particles and polymer binder leads to no observation of quasi-solid behavior even in 85% by weight of explosive crystals such as octogen in hydroxyl-terminated polybutadiene