Los explosivos aglomerados con polímeros , también llamados PBX o explosivos aglomerados con plástico , son materiales explosivos en los que se une polvo explosivo en una matriz utilizando pequeñas cantidades (normalmente entre un 5% y un 10% en peso) de un polímero sintético . Las PBX se utilizan normalmente para materiales explosivos que no se funden fácilmente en una pieza fundida o que son difíciles de formar.
PBX se desarrolló por primera vez en 1952 en el Laboratorio Nacional de Los Álamos , como RDX incrustado en poliestireno con plastificante ftalato de dioctilo . Las composiciones de HMX con aglutinantes a base de teflón se desarrollaron en las décadas de 1960 y 1970 para proyectiles de armas y para los experimentos sísmicos del Apollo Lunar Surface Experiments Package (ALSEP) , [1] aunque generalmente se cita que estos últimos experimentos utilizan hexanitrostilbeno (HNS). [2]
Los explosivos aglomerados con polímeros tienen varias ventajas potenciales:
Los fluoropolímeros son ventajosos como aglutinantes debido a su alta densidad (lo que produce una alta velocidad de detonación ) y su comportamiento químico inerte (lo que produce una larga estabilidad en almacenamiento y bajo envejecimiento ). Son algo quebradizos, ya que su temperatura de transición vítrea es temperatura ambiente o superior. Esto limita su uso a explosivos insensibles (por ejemplo, TATB ) donde la fragilidad no tiene efectos perjudiciales para la seguridad. También son difíciles de procesar. [4]
Los elastómeros deben usarse con explosivos más sensibles mecánicamente como el HMX . La elasticidad de la matriz reduce la sensibilidad del material a granel al impacto y la fricción; su temperatura de transición vítrea se elige para que esté por debajo del límite inferior del rango de temperatura de trabajo (normalmente por debajo de -55 °C). Sin embargo, los polímeros de caucho reticulados son sensibles al envejecimiento, principalmente por acción de radicales libres y por hidrólisis de los enlaces mediante trazas de vapor de agua. Para estas aplicaciones se utilizan ampliamente cauchos como Estane o polibutadieno terminado en hidroxilo (HTPB). También se utilizan cauchos de silicona y poliuretanos termoplásticos . [4]
Los fluoroelastómeros , por ejemplo Viton , combinan las ventajas de ambos.
Como aglutinantes se pueden utilizar polímeros energéticos (p. ej. derivados nitro o azido de polímeros) para aumentar el poder explosivo en comparación con aglutinantes inertes. También se pueden utilizar plastificantes energéticos . La adición de un plastificante reduce la sensibilidad del explosivo y mejora su procesabilidad. [1]
Los rendimientos explosivos pueden verse afectados por la introducción de cargas mecánicas o la aplicación de temperatura; tales daños se llaman insultos . El mecanismo de una agresión térmica a bajas temperaturas sobre un explosivo es principalmente termomecánico, a temperaturas más altas es principalmente termoquímico.
Los mecanismos termomecánicos implican tensiones por expansión térmica (es decir, expansiones térmicas diferenciales, ya que tienden a estar involucradas gradientes térmicos), fusión/congelación o sublimación/condensación de componentes y transiciones de fase de cristales (por ejemplo, transición de HMX de la fase beta a la fase delta a 175 °C implica un gran cambio de volumen y provoca un gran agrietamiento de sus cristales).
Los cambios termoquímicos implican la descomposición de los explosivos y aglutinantes, la pérdida de resistencia del aglutinante a medida que se ablanda o se funde, o el endurecimiento del aglutinante si el aumento de temperatura provoca la reticulación de las cadenas de polímero. Los cambios también pueden alterar significativamente la porosidad del material, ya sea incrementándola (fractura de cristales, vaporización de componentes) o disminuyéndola (fusión de componentes). La distribución del tamaño de los cristales también puede modificarse, por ejemplo mediante la maduración de Ostwald . La descomposición termoquímica comienza a ocurrir en las faltas de homogeneidad del cristal, por ejemplo, en las interfaces intragranulares entre las zonas de crecimiento del cristal, en partes dañadas de los cristales o en las interfaces de diferentes materiales (por ejemplo, cristal/aglutinante). La presencia de defectos en los cristales (grietas, huecos, inclusiones de disolventes...) puede aumentar la sensibilidad del explosivo a los choques mecánicos. [4]
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