Luận án tiến sĩ nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến quá trình thuần hóa thuốc phóng một gốc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ QUỐC PHÒNG

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ
------------------------------------

Phạm Quang Hiếu

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ CƠNG NGHỆ ẢNH HƢỞNG ĐẾN
Q TRÌNH THUẦN HĨA THUỐC PHÓNG MỘT GỐC
PIROCXILIN BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHUN DUNG DỊCH CHẤT
THUẦN HÓA

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội 2020


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ QUỐC PHÒNG

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ
------------------------------------

Phạm Quang Hiếu

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ CƠNG NGHỆ
ĐẾN Q TRÌNH THUẦN HÓA THUỐC PHÓNG MỘT GỐC
PIROCXILIN BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHUN DUNG DỊCH CHẤT

THUẦN HĨA
Chun ngành: Kỹ thuật hóa học
Mã số:

9520301

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
1. TS Phạm Văn Toại
2. PGS. TS Chu Chiến Hữu

Hà Nội 2020


i

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nghiên cứu trình bày trong luận án là hồn tồn trung thực và
chƣa từng cơng bố trong bất kì cơng trình nào khác, các dữ liệu tham khảo
đƣợc trích dẫn đầy đủ./.

Ngày ...tháng 10 năm 2020
Nghiên cứu sinh

Phạm Quang Hiếu


ii

LỜI CÁM ƠN
Luận án này được thực hiện và hoàn thành tại Viện Thuốc phóng
Thuốc nổ/Tổng cục Cơng nghiệp Quốc phịng và Viện Hóa học – Vật
liệu/Viện Khoa học và Cơng nghệ qn sự, Bộ Quốc phịng.
Tơi xin chân thành cảm ơn tập thể Giáo viên hướng dẫn TS Phạm Văn
Toại và PGS.TS Chu Chiến Hữu đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và động viên
tôi thực hiện luận án tiến sĩ này.
Xin chân thành cám ơn Thủ trưởng Viện KH&CN Quân sự, Thủ trưởng
Viện Hóa học- Vật liệu, Thủ trưởng Viện Thuốc phóng Thuốc nổ và các cơ
quan đã hết lịng giúp đỡ tơi trong suốt thời gian thực hiện luận án này.
Xin chân thành cám ơn các phòng thí nghiệm của Viện Thuốc phóng
Thuốc nổ và Viện Hóa học Vật liệu đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất, trang
thiết bị để tôi thực hiện luận án này.
Xin cám ơn các thầy và các đồng nghiệp đã đóng góp ý kiến quý báu,
động viên chia sẻ các khó khăn cùng tơi hồn thành những phần việc của
cơng trình khoa học này.
Cuối cũng, tơi xin chân thành cám ơn những tình cảm q giá, những
động viên khích lệ, giúp đỡ của gia đình, người thân, bạn bè trong khi tôi
thực hiện luận án này!
Nghiên cứu sinh

Phạm Quang Hiếu


iii

MỤC LỤC
Trang
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ............................................ vi

DANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................. vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ......................................................................... ix
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................. 5
1.1. Khái qt chung về thuốc phóng 1 gốc thơng thƣờng ............................... 5
1.1.1. Nitratxenlulo ........................................................................................... 5
1.1.2. Dung mơi hóa dẻo ................................................................................... 6
1.1.3. Chất an định hóa học cho thuốc phóng 1 gốc............................................... 7
1.2. Cơng nghệ sản xuất thuốc phóng pirocxilin .............................................. 8
1.3. Một số dạng thuốc phóng pirocxilin đặc biệt dùng cho đạn pháo ............. 9
1.3.1. Thuốc phóng ít hút ẩm ............................................................................ 9
1.3.2. Thuốc phóng ít bào mịn nịng .............................................................. 10
1.3.3. Thuốc phóng khơng sinh lửa ................................................................. 11
1.3.4. Thuốc phóng dập lửa ............................................................................. 11
1.3.5. Thuốc phóng 1 gốc xốp ......................................................................... 12
1.4. Thuốc phóng 1 gốc thuần hóa, một số đặc điểm chính của thuốc phóng
pirocxilin thuần hóa......................................................................................... 12
1.5. Sự khuếch tán các chất vào vật liệu polyme ............................................ 24
1.5.1. Khái niệm truyền chất ........................................................................... 24
1.5.2 Định luật khuếch tán .............................................................................. 24
1.5.3. Mô hình tốn học mơ tả sự phân bố nồng độ chất thuần hóa trong thuốc
phóng ............................................................................................................... 26
1.5.4. Ảnh hƣởng của cấu trúc thuốc phóng lên q trình hình thành lớp thuần
hóa ................................................................................................................... 28
1.6. Tổng hợp các nghiên cứu trong và ngồi nƣớc về thuốc phóng thuần hóa ... 28
1.6.1. Ngồi nƣớc ............................................................................................ 28


iv

1.6.2. Trong nƣớc ............................................................................................ 33
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............. 35
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu............................................................................... 35
2.2. Vật tƣ, hóa chất và trang thiết bị .............................................................. 35
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu.......................................................................... 38
2.3.1. Tính tốn thiết kế đơn thành phần......................................................... 38
2.3.2. Xác định đặc trƣng của thuốc phóng .................................................... 39
2.3.3. Phƣơng pháp chế tạo bán thành phẩm thuốc phóng (thuốc phóng trƣớc
thuần hóa) ........................................................................................................ 44
2.3.4. Phƣơng pháp thuần hóa thuốc phóng .................................................... 46
2.3.5. Sử dụng quang phổ Raman trong nghiên cứu cấu trúc lớp thuần hóa .. 47
2.3.6. Phƣơng pháp tạo mẫu đo phổ đƣờng chuẩn Raman ............................. 47
2.3.7. Phƣơng pháp tạo mẫu thuốc phóng, đo quang phổ Raman .................. 49
2.3.8. Phƣơng pháp xác định liên kết hydro có trong lớp thuần hóa .............. 52
2.3.9. Xác định áp suất đầu nòng trong phát bắn ............................................ 54
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................. 55
3.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến q trình thuần hóa .................................... 55
3.1.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến sự đồng đều của sản phẩm...................... 56
3.1.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ thuần hóa đến tổng hàm lƣợng và sự phân bố
long não trong sản phẩm ................................................................................. 58
3.2. Ảnh hƣởng của nồng độ dung dịch thuần hóa đến q trình thuần hóa .. 63
3.3. Ảnh hƣởng của một số yếu tố kỹ thuật đến quá trình thuần hóa ............. 65
3.3.1. Ảnh hƣởng của áp suất phun dung dịch thuần hóa trong q trình thuần
hóa ................................................................................................................... 66
3.3.2. Xác định tốc độ tối ƣu tang trộn trong quá trình thuần hóa .................. 68
3.3.3. Xác định ảnh hƣởng chế độ cấp dung dịch long não đến q trình thuần
hóa ................................................................................................................... 71
3.3.3.1. Lựa chọn chế độ cấp dung dịch thuần hóa ......................................... 71

v

3.3.3.2. Ảnh hƣởng các lần cấp liệu đến chiều sâu và sự phân bố hàm lƣợng
long não ........................................................................................................... 71
3.3.4. Nghiên cứu xác định thời gian chuyển chặng từ sau thuần hóa sang
cơng đoạn sấy .................................................................................................. 76
3.4. Nghiên cứu ảnh hƣởng của chất lƣợng BTP thuốc phóng đến q trình
thuần hóa ......................................................................................................... 80
3.4.1. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng bốc ngoài đến q trình thuần hóa ............ 81
3.4.2. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng bốc trong đến q trình thuần hóa ............ 82
3.5. Nghiên cứu xác định miền phân bố long não trong thuốc phóng
thuần hóa ........................................................................................................ 84
3.5.1. Xác định đƣờng chuẩn phổ Raman theo tỷ lệ long não/NC ................. 84
3.5.2. Nghiên cứu xác định sự phân bố và nồng độ long não theo chiều sâu lớp
thuần hóa .......................................................................................................... 85
3.5.3. Sự biến đổi nhiệt lƣợng cháy trong thuốc phóng pirocxilin thuần hóa... 95
3.6. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng long não đến hệ số tốc độ cháy u1, vai trò liên kết
hidro giữa long não với NC ............................................................................. 100
3.6.1. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng long não đến hệ số tốc độ cháy u1 của thuốc
phóng 5/7SFL ................................................................................................. 100
3.6.2. Vai trị của liên kết hidro giữa long não và NC .................................. 103
3.7. Ứng dụng kết quả nghiên cứu chế tạo thuốc phóng pirocxilin thuần hóa trên
dây chuyền công nghiệp và phát bắn đạn cao xạ 23 mm và 30 mm hải quân ...... 104
3.7.1. Đối với thuốc phóng 5/7SFL............................................................... 107
3.7.2. Đối với thuốc phóng 6/7FL ................................................................. 110
KẾT LUẬN ................................................................................................... 116
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ .............. 118
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................

vi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Các kí hiệu
V0
V0TB

Sơ tốc đầu nịng của đạn, m/s
Sơ tốc trung bình nhóm bắn (7 viên), m/s

Rv

Sai lệch xắc suất sơ tốc của nhóm bắn

Pm

Áp suất lớn nhất của phát bắn, kG/cm2

PmTB

Áp suất trung bình của nhóm bắn, kG/cm2

Pmm

Áp suất đơn phát lớn nhất trong nhóm bắn, kG/cm2

Cx

Nồng độ long não ở vị trí chiều sâu X, %

C0

Nồng độ long não ở vị trí vỏ ngồi cùng, %

Qv

Nhiệt lƣợng cháy, J/g

X

Chiều sâu lớp thuần hóa, µm

Pđn

Áp suất đầu nịng, bar

2e1

Bề dày cháy trung bình của thuốc phóng

BTP

Bán thành phẩm

DBP

Đibutylphtalat

DNT

Đinitrotoluen

DPA

Điphenylamin

NC

Nitrat xenlulơ

NCS

Nghiên cứu sinh

LN

Long não

TH

Thuần hóa

TNT

Trinitrotoluen

TPP

Thuốc phóng pirocxilin

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1. 1. Thành phần cơ bản của thuốc phóng 1 gốc đạn pháo...................... 5
Bảng 1. 2. Một số tính chất cơ bản của chất thuần hóa .................................. 20
Bảng 1. 3. Ảnh hƣởng hàm lƣợng chất TH đến nhiệt động học thuốc phóng .. 20
Bảng 2. 1. Kết quả chế tạo BTP thuốc phóng/7SFL và 6/7FL .............. .............. 45
Bảng 3. 1. Kết quả ngoại quan sau thuần hóa thuốc phóng ở các nhiệt độ khác
nhau ................................................................................................................. 57
Bảng 3. 2. Kết quả phân tích hàm lƣợng long não trong thuốc phóng ở các
nhiệt độ thuần hóa khác nhau ....................................................................... 58
Bảng 3. 3. Điều kiện và kết quả phân tích hàm lƣợng long não trong thuốc
phóng ở các nồng độ dung dịch thuần hóa khác nhau .................................... 63
Bảng 3. 4. Lựa chọn áp suất phun dung dịch thuần hóa ................................. 66
Bảng 3. 5. Lựa chọn áp suất phun dung dịch cho q trình thuần hóa ........... 67
Bảng 3. 6. Lựa chọn tốc độ quay của thiết bị trƣớc và sau khi phun dung
dịch thuần hóa ................................................................................................ 69
Bảng 3. 7. Lựa chọn tốc độ quay của thiết bị trong quá trình phun dung dịch thuần
hóa ................................................................................................................... 70
Bảng 3. 8. Lựa chọn chế độ cấp, phun dung dịch thuần hóa .......................... 71
Bảng 3. 9. Cơng nghệ thuần hóa thuốc phóng pirocxiin quy mô pilot ........... 75
Bảng 3. 10. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng bốc ngồi đến q trình thuần hóa ......... 81
Bảng 3. 11. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng bốc trong đến q trình thuần hóa ... 82
Bảng 3. 12. Kết quả xác định các tỷ lệ các peak và nồng độ LN/NC ............. 87
Bảng 3. 13. Kết quả xác định nồng độ LN/NC (%) theo vị trí chiều sâu lớp
thuần hóa ........................................................................................................ 90
Bảng 3. 14. Sự thay đổi nhiệt lƣợng cháy theo chiều sâu lớp thuần hóa ........ 96
Bảng 3. 15. Sự thay đổi nhiệt lƣợng cháy theo chiều sâu lớp thuần hóa ........ 98

Bảng 3. 16. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng long não đến hệ số tốc độ cháy ..... 101
Bảng 3. 17. Quy trình thuần hóa cơng nghiệp cho mẻ 100 kg thuốc phóng ....... 106


viii

Bảng 3. 18. Kết quả chế tạo thuốc phóng 5/7SFL ........................................ 107
Bảng 3. 19. Kết quả bắn thử nghiệm đạn 23mm với các lực rút khác nhau ở
nhiệt độ môi trƣờng ....................................................................................... 108
Bảng 3. 20. Kết quả bắn thử nghiệm thuốc phóng 5/7SFL-M1.................... 109
Bảng 3. 21. Kết quả bắn thử nghiệm thuốc phóng 5/7SFL-M2.................... 109
Bảng 3. 22. Kết quả chế tạo thuốc phóng 6/7FL .......................................... 110
Bảng 3. 23. Xác định lực và cơng tích alpha thuốc phóng 6/7FL-M1.......... 112
Bảng 3. 24. Kết quả bắn thử nghiệm thuốc phóng 6/7FL-M1 ...................... 112
Bảng 3. 25. Kết quả bắn thử nghiệm thuốc phóng 6/7FL-M2 ...................... 113
Bảng 3. 26. Kết quả bắn thử nghiệm thuốc phóng 6/7FL-M3 ...................... 111


ix

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Trang
Hình 1. 1. Cơng nghệ chế tạo thuốc phóng pirocxilin thơng thƣờng................ 8
Hình 1. 2. Khn ép thuốc phóng pirocxilin dạng hạt 7 lỗ............................... 9
Hình 1. 3. Sự cháy của hạt thuốc phóng hình trụ (diện tích bề mặt cháy giảm) .... 13
Hình 1. 4. Sự cháy của hạt thuốc phóng hình dải (diện tích bề mặt cháy giảm).... 13
Hình 1. 5. Sự cháy của hạt thuốc phóng hình trụ 1 lỗ (diện tích bề mặt cháy
hầu nhƣ khơng giảm)....................................................................................... 13
Hình 1. 6. Sự cháy của hạt thuốc phóng hình trụ 7 lỗ (diện tích bề mặt cháy tăng)14
Hình 1.7. Sự cháy của hạt thuốc phóng hình trụ 1 lỗ có vỏ bọc bên ngồi (diện

tích bề mặt cháy tăng) ..................................................................................... 14
Hình 1. 8. Sự thay đổi đƣờng cong áp suất theo chiều dài nòng pháo............ 16
Hình 1. 9. Thiết bị thuần hóa thuốc phóng...................................................... 18
Hình 1. 10. Sơ đồ hệ thống thuần hóa thuốc phóng ........................................ 18
Hình 1. 11. Phân bố nồng độ chất thuần hóa và sự thay đổi tốc độ cháy theo bề dày
cháy của hạt thuốc phóng [9]- hình a; mơ phỏng lát cắt thuốc phóng thuần hóa –
hình b); thuốc phóng trƣớc khi thuần hóa- hình c) và sau khi thuần hóa-hình d) ... 22
Hình 1. 12. Đồ thị P(t) của thuốc phóng chƣa thuần hóa và thuốc phóng thuần hóa
ở cùng một lƣợng nhồi....................................................................................... 23
Hình 1. 13. Tổng hợp các kiểu đồ thị phân bố nồng độ chất thuần hóa. ........ 26
Hình 1. 14. Sơ đồ phân bố nồng độ chất trong trƣờng hợp: a- khuếch tán theo
thể tích, b- khuếch tán theo lỗ xốp, c- cả 2 trƣờng hợp. ................................. 28
Hình 1. 15. Đƣờng chuẩn phổ Raman giữa tỷ lệ peak 1005 cm-1 so với 850 cm-1
ở các nồng độ Xentralit-2 khác nhau. ............................................................... 31
Hình 2. 1. Thiết bị thuần hóa quy mơ pilot ..................................................... 36
Hình 2. 2. Quang phổ kế Labram HR Evolution ............................................. 37
Hình 2. 3. Pháo thử nghiệm đạn 23mm Cal 23x152 mm –a); bia quang và bia
từ đo sơ tốc đầu đạn –b) .................................................................................. 43


x

Hình 2. 4. Sơ đồ cơng nghệ chế tạo BTP thuốc phóng. .................................... 45
Hình 2. 5. Hệ thống máy quang phổ Raman .................................................... 47
Hình 2. 6. Sơ đồ biến đổi Raman ..................................................................... 47
Hình 2. 7. Phổ Raman chuẩn của long não....................................................... 48
Hình 2. 8. Phổ Raman của thuốc phóng khi chƣa thuần hóa ............................ 48
Hình 2. 9. Tạo mẫu thuốc phóng phục vụ phân tích phổ .................................. 50
Hình 2. 10. Bề mặt mẫu, a)- mặt cắt ngang, b)- mặt cắt dọc ............................. 51
Hình 2. 11. Phổ Raman tại các vị trí trong lớp thuần hóa ................................. 52

Hình 2. 12. Phổ IR mẫu của một số liên kết ..................................................... 52
Hình 2. 13. Vị trí lắp đầu đo piezo 2 trên nịng pháo 30mm ............................. 54
Hình 3. 1. Sự phụ thuộc hàm lƣợng long não vào nhiệt độ thuần hóa............ 59
Hình 3. 2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến sự phân bố hàm lƣợng long não ...... 60
Hình 3. 3. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến chiều sâu lớp thuần hóa ................... 61
Hình 3. 4. Tỉ lệ Cx/Co theo chiều sâu lớp thuần hóa ở các nhiệt độ khác nhau ......62
Hình 3. 5. Sự thay đổi hàm lƣợng long não trong sản phẩm khi thay đổi nồng
độ dung dịch thuần hóa ................................................................................... 64
Hình 3. 6. Sự phụ thuộc chiều sâu lớp thuần hóa vào số lần phun dung dịch
thuần hóa ......................................................................................................... 73
Hình 3. 7. Sự phân bố nồng độ long não ở lần phun 1, lần phun 2, lần phun 3
và lần phun 4 ................................................................................................... 74
Hình 3. 8. Phổ Raman tổng hợp của các mẫu M1÷M5 ................................... 77
Hình 3. 9. Phân bố nồng độ long não theo chiều sâu lớp thuần hóa ............... 77
Hình 3. 10. Ảnh hƣởng của thời gian chuyển chặng lên chiều sâu lớp
thuần hóa ........................................................................................................ 78
Hình 3. 11. Tỷ lệ Cx/Co của long não so với chiều sâu lớp thuần hóa ............ 79
Hình 3. 12. Sự phụ thc nồng độ long não vào hàm lƣợng bốc trong và
bốc ngồi......................................................................................................... 83
Hình 3. 13. Phổ Raman đƣờng chuẩn của các mẫu với tỷ lệ long não/NC
khác nhau ........................................................................................................ 84


xi

Hình 3. 14. Sự phụ thuộc I652/I850 so với tỷ lệ long não/NC ........................... 84
Hình 3. 15. Hình ảnh chụp phổ Raman tại các chiều sâu: 0 μm –a); 5 μm-b); 10
μm- c); 15 μm-d); 35 μm-e); 45 μm-f); 55 μm-g); 60 μm-h) và phổ tổng hợp- i) 86
Hình 3. 16. Sự thay đổi nồng độ LN/NC, % ở các vị trí chiều sâu khác nhau 87
Hình 3. 17. Phổ Raman tại các điểm 0 μm –a); 10 μm-b); 20 μm- c); 30 μm-d); 55

μm-e); 60 μm-f); 80 μm-g); 90 μm-h); 95 μm-i); 100 μm-l).....................89
Hình 3. 18. Phổ Raman tổng hợp của 3 hạt thuốc phóng trong cùng lơ sản phẩm...... 89
Hình 3. 19. Sự thay đổi nồng độ long não/NC, % ở các vị trí chiều sâu
khác nhau trong thuốc phóng 5/7SFL .......................................................... 91
Hình 3. 20. Sự phân bố hàm lƣợng long não theo chiều sâu lớp thuần hóa a1,39%; b-1,47% và c-1,72%..................................................................92
Hình 3. 21. Phổ Raman tại các vị trí dọc theo biên lỗ hạt thuốc phóng: a- vị
trí 20x0 µm; b- vị trí 20x50 µm; c- vị trí 20x90 µm; d- vị trí 20x100 µm
và e- phổ tổng hợp ......................................................................................... 94
Hình 3. 22. Sự thay đổi nhiệt lƣợng cháy ở các vị trí chiều sâu khác nhau.... 97
Hình 3. 23. Sự thay đổi nhiệt lƣợng cháy ở các vị trí chiều sâu khác nhau.... 99
Hình 3. 24. Sự thay đổi hệ số tốc độ cháy u1 theo hàm lƣợng long não ............ 101
Hình 3. 25. Phổ IR của các mẫu 1- 10%; 2- 20%; 3- 25%; 4- 30%; 5- 40%
hàm lƣợng long não so với NC ..................................................................... 103
Hình 3. 26. Hình ảnh phóng đại phổ IR tại vị trí peak thể hiện nhóm -OH
tự do .................................................................................................... 104
Hình 3. 27. Phổ IR của Xellulo chƣa nitro hóa ...................................... 104
Hình 3. 28. Đồ thị P(t) xác định áp suất đầu nòng (Pđn) bằng 02 đầu đo
piezo .............................................................................................................. 114


1

MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài luận án
Thuốc phóng pirocxilin thuần hóa là loại thuốc phóng chứa một gốc
năng lƣợng (nitratxellulo- NC). Với mục đích giảm tốc độ cháy trung bình
của hạt thuốc phóng và điều khiển q trình sinh khí (theo hƣớng cháy tăng
diện tích cực), thuốc phóng đƣợc thẩm thấu một lớp chất thuần hóa ở lớp
ngồi các hạt thuốc. Mục đích của thuần hóa thuốc phóng là làm tăng tốc độ
đầu đạn do tăng lƣợng nhồi thuốc phóng trong phát bắn, đồng thời vẫn giữ

nguyên hoặc làm giảm áp suất lớn nhất của khí thuốc sinh ra trong phát bắn.
Một số loại đạn súng, pháo sử dụng thuốc phóng pirocxilin thuần hóa
nhƣ: Đạn cao xạ 23mm nổ phá sát thƣơng (thuốc phóng 5/7ЦФл, 5/7SFL),
đạn 30mm hải quân AK-630 (thuốc phóng 6/7Фл, 6/7FL), đạn súng
7,62x56mm (thuốc phóng ВУФл). Cơng nghệ sản xuất thuốc phóng pirocxilin
thuần hóa khác với thuốc phóng pirocxilin thơng thƣờng chủ yếu ở cơng đoạn
thuần hóa và yêu cầu chỉ tiêu của bán thành phẩm thuốc phóng trƣớc khi đƣa
vào thuần hóa.
Trên thế giới có rất nhiều cơng trình nghiên cứu về cơng nghệ sản xuất
thuốc phóng pirocxilin thơng thƣờng đƣợc cơng bố. Tuy nhiên đối với thuốc
phóng pirocxilin thuần hóa có rất ít cơng trình nghiên cứu đƣợc cơng bố do
đây là lĩnh vực quân sự mà hầu hết các nƣớc đều giữ bí mật, chỉ chuyển giao
cho quan hệ đối tác quốc phịng ở mức độ hạn chế.
Ở trong nƣớc, cơng nghệ sản xuất một số mác thuốc phóng pirocxilin
đã đƣợc đối tác nƣớc ngoài chuyền giao cho Việt Nam. Trên cơ sở tài liệu
chuyền giao cơng nghệ, Cơng nghiệp quốc phịng Việt Nam cũng đã nghiên
cứu thành công một số mác thuốc phóng pirocxilin thơng thƣờng và đƣợc đƣa
vào trong trang bị cho quân đội. Tuy nhiên các công nghệ về sản xuất thuốc


2

phóng pirocxilin thuần hóa cịn rất hạn chế, chƣa có các nghiên cứu chuyên
sâu về bản chất của quá trình thuần hóa, các yếu tố cơng nghệ ảnh hƣởng đến
chất lƣợng sản phẩm.
Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu sinh đã lựa chọn đề tài luận án: “Nghiên cứu ảnh hưởng
của một số yếu tố cơng nghệ đến q trình thuần hóa thuốc phóng một gốc
pirocxilin bằng phương pháp phun dung dịch chất thuần hóa” với mục tiêu
làm rõ sự ảnh hƣởng của một số yếu tố cơng nghệ đến q trình thuần hóa

thuốc phóng pirocxilin, xác lập các thơng số cơng nghệ thuần hóa thuốc
phóng pirocxilin, ứng dụng cho sản xuất thuốc phóng pirocxilin thuần hóa sử
dụng cho đạn cao xạ 23mm và đạn 30mm hải quân.
Đối tượng, phạm vi nghiên cứu của luận án
- Đối tƣợng nghiên cứu: Mẫu bán thành phẩm thuốc phóng 5/7SFL và
6/7FL trƣớc thuần hóa và sau khi thuần hóa, thiết bị thuần hóa quy mơ pilot
và quy mơ cơng nghiệp, chất thuần hóa chính sử dụng là long não (camphor),
liên kết hydro giữa nhóm C=O của long não với nhóm –OH của nitroxellulo,
áp suất đầu nịng. Các yếu tố cơng nghệ (nhiệt độ, nồng độ dung dịch), yếu tố
kỹ thuật (áp suất phun dung dịch, tốc độ tang trộn, chế độ phun, thời gian
chuyển chặng). Phổ Raman của thuốc phóng sau khi thuần hóa, sự phân bố
nồng độ long não theo chiều sâu lớp thuần hóa.
- Phạm vi nghiên cứu: Các vấn đề liên quan đến cơng nghệ thuần hóa;
sự hấp thụ, khuếch tán của chất thuần hóa; phƣơng pháp xác định chiều sâu
lớp thẩm thấu, nồng độ chất thuần hóa; thực nghiệm đánh giá chỉ tiêu xạ thuật
của thuốc phóng...
Phương pháp nghiên cứu của luận án
- Sử dụng các phƣơng pháp nghiên cứu: phƣơng pháp tính tốn xác
định nhiệt lƣợng cháy bằng các cơng thức tính tốn; phƣơng pháp thuần hóa
thuốc phóng pirocxilin ở các chế độ công nghệ, kỹ thuật khác nhau và phƣơng


3

pháp phân tích phổ Raman tại các vị trí trong chiều sâu lớp thuần hóa, phân
tích phổ IR mẫu chuẩn có nồng độ long não so với nitroxellulo khác nhau.
- Phƣơng pháp đo đạc, kiểm tra mẫu: phƣơng pháp đo hàm lƣợng bốc
trong, hàm lƣợng bốc ngoài; phƣơng pháp xác định hàm lƣợng long não,
xerezin trong thuốc phóng; phƣơng pháp xác định các chỉ tiêu hóa lý của mẫu
thuốc phóng theo các quy trình hiện đại đã ban hành; phƣơng pháp xác định

các chỉ tiêu xạ thuật của phát bắn đạn cao xạ 23mm và đạn 30mm hải quân.
- Phƣơng pháp xử lý số liệu, sai số: xác định các chiều cao peak của
liên kết C=O đặc trƣng của long não với peak của liên kết NO2 của
nitratxellulo để xác định nồng độ long não so với nitratxellulo trong phổ
Raman, sử dụng các phần mền trong Office để xây dựng đồ thị, đƣa ra hệ
phƣơng trình cũng nhƣ hệ số tƣơng hợp.
Để đạt được mục tiêu trên, đề tài luận án cần tập trung làm rõ một số
vấn đề sau đây:
- Tổng quan về thuốc phóng một gốc pirocxilin thơng thƣờng, pirocxilin
đặc biệt, các ngun cơng chế tạo thuốc phóng pirocxilin. Giới thiệu các định
luật, quy luật có liên quan đến q trình thuần hóa thuốc phóng.
- Nghiên cứu ảnh hƣởng của một số yếu tố công nghệ đến quá trình
thuần hóa thuốc phóng một gốc pirocxilin nhƣ: nhiệt độ thuần hóa, nồng độ
dung dịch chất thuần hóa, các yếu tố kỹ thuật công nghệ (áp suất phun dung
dịch thuần hóa, tốc độ quay thiết bị thuần hóa, số lần cấp dung dịch thuần
hóa), hàm lƣợng bốc trong, hàm lƣợng bốc ngồi của thuốc phóng.
- Xác lập quy trình cơng nghệ thuần hóa thuốc phóng pirocxilin trên thiết
bị quy mơ pilot cũng nhƣ trên dây chuyền sản xuất công nghiệp.
- Ứng dụng thuốc phóng thuần hóa pirocxilin sản xuất trên dây chuyền
công nghiệp cho phát bắn đạn cao xạ 23mm và đạn 30mm hải quân.
Ý nghĩa khoa học, thực tiễn của đề tài luận án
Kết quả nghiên cứu của đề tài luận án có ý nghĩa khoa học và mang lại
giá trị thực tiễn trong lĩnh vực quân sự, nhằm làm rõ hơn sự ảnh hƣởng của


4

các yếu tố cơng nghệ đến q trình thuần hóa, xác lập quy trình cơng nghệ
thuần hóa để chế tạo 2 mác thuốc phóng 5/7SFL và 6/7FL để ứng dụng vào
thực tiễn sản xuất.

Bố cục của luận án bao gồm:
Mở đầu (4 trang)
Chương 1. Tổng quan (30 trang): Khái quát về thuốc phóng pirocxilin,
đặc điểm vai trị của các cấu tử trong thành phần thuốc phóng pirocxilin; một
số mác thuốc phóng pirocxilin đặc biệt. Giới thiệu về mục đích ra đời, các đặc
điểm chính của thuốc phóng pirocxilin thuần hóa. Cơ sở lý thuyết của q
trình thuần hóa thuốc phóng. Tình hình nghiên cứu ngồi nƣớc, trong nƣớc
đối với thuốc phóng pirocxilin thuần hóa, khảo sát các chỉ tiêu hóa lý của mẫu
thuốc phóng nhập khẩu.
Chương 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu (20 trang): Đối
tƣợng nghiên cứu, hóa chất vật tƣ và trang thiết bị thí nghiệm; các phƣơng
pháp nghiên cứu. Ứng dụng phổ Raman trong đánh giá chiều sâu lớp thuần
hóa, miền phân bố chất thuần hóa trong thuốc phóng.
Chương 3. Kết quả và thảo luận (61 trang): Nghiên cứu các yếu tố
công nghệ ảnh hƣởng đến q trình thuần hóa (q trình hấp thụ, q trình
khuếch tán): nhiệt độ thuần hóa, nồng độ dung dịch chất thuần hóa, chế độ
cấp dung dịch thuần hóa, tốc độ quay của tang trộn, áp suất cấp dung dịch
thuần hóa..., sử dụng các biện pháp định tính, định lƣợng để đánh giá, lựa
chọn các thông số tối ứu cho quá trình thuần hóa. Xây dựng miền phân bố
long não trong thuốc phóng pirocxilin thuần hóa cũng nhƣ đặc trƣng về mặt
chỉ tiêu thuật phóng. Ứng dụng thuốc phóng pirocxilin thuần hóa vào trong
phát bắn đạn cao xạ 23mm và 30mm hải quân.
Kết luận và hướng nghiên cứu tiếp theo
Tài liệu tham khảo
Phụ lục


5

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. Khái quát chung về thuốc phóng pirocxilin thơng thƣờng
Thuốc phóng pirocxilin thơng thƣờng (mang một gốc năng lƣợng) là cấu
trúc dạng keo trên cơ sở nitratxenlulo đƣợc hóa dẻo bằng các dung mơi dễ bay
hơi (đƣợc loại bỏ trong quá trình chế tạo nhƣ cồn và ete). Q trình hóa dẻo và
định hình hạt thuốc phóng đƣợc thực hiện trên máy trộn trục Z và máy ép thủy
lực. Thơng thƣờng, mỗi loại (mác) thuốc phóng có thành phần hóa học khác
nhau, tùy theo mục đích, u cầu sử dụng mà một số phụ gia có thể có hoặc
khơng xuất hiện trong thành phần. Về cơ bản, thành phần của thuốc phóng
pirocxilin cho đạn pháo [2],[3],[5] đƣợc trình bày trong bảng 1.1.
Bảng 1. 1. Thành phần cơ bản của thuốc phóng pirocxilin cho đạn pháo
TT

Thành phần

Đơn vị

Hàm lƣợng

1

Nitratxenlulo

%

95 ÷ 96

2

Hàm lƣợng bốc ngồi (hàm ẩm)

%

1,5

3

Hàm lƣợng bốc trong (cồn + ete)

%

< 2,5

4

Chất an định hóa học diphenylamin (DPA)

%

1,0

Thành phần và vai trò của các cấu tử trong thuốc phóng 1 gốc, nhƣ sau:
1.1.1. Nitratxenlulo
Đây là hợp phần khơng thể thiếu đƣợc của thuốc phóng pirocxilin. Theo
tiêu chuẩn kỹ thuật của Nga, NC với hàm lƣợng nitơ trên 12,1% đƣợc gọi
chung là pirocxilin, cịn NC có hàm lƣợng nitơ nhỏ hơn 12,1% gọi chung là
colocxilin [6]. NC giữ vai trò là nguồn năng lƣợng và quyết định cấu trúc
cũng nhƣ đặc tính cơ học của thuốc phóng.
Cơng thức chung của NC có thể đƣợc viết: [C6H7O2(OH)3-x(ONO2)n]x,
ở đây, n – là mức độ este hóa [4] hay mức độ thế nhóm hydroxyl bằng nhóm
nitrat (0< n <3) và x – là mức độ polyme hóa [5],[91].

6

Nitratxenlulo nhận đƣợc bằng thực hiện phản ứng nitro hoá xenlulo bông
hoặc xenlulo từ gỗ bằng hỗn hợp axit nitro hoá (axit nitric và axit sunfuric) [5].
Tùy thuộc vào điều kiện tiến hành phản ứng có thể thu nhận đƣợc NC với các
mức este hóa khác nhau. Mức este hóa NC thƣờng đƣợc biểu thị thơng qua hàm
lƣợng nitơ có trong nó. Hàm lƣợng lớn nhất có thể có của nitơ trong NC bằng
14,14% [5], tƣơng ứng với trƣờng hợp khi tất cả các nhóm hyđroxyl đƣợc thay
thế bằng nhóm nitrat. Một số loại pirocxilin: Pirocxilin No2 với hàm lƣợng nitơ
từ (12,1  12,7)%, pirocxilin No1 với hàm lƣợng nitơ (13,0  13,45)%. Pirocxilin
hỗn hợp đƣợc tạo thành từ hỗn hợp pirocxilin No1 và No2 với hàm lƣợng nitơ
(12,64  13,14)% [6].
Ngoài ra, do yêu cầu thực tiễn sản xuất, một số nƣớc đã phân loại
pirocxilin thành các mác khác nhau nhƣ: pirocxilin mác BA, mác CA,…[5].
Tất cả sự phân loại pirocxilin đều dựa trên hàm lƣợng nitơ và độ tan của nó
trong hỗn hợp dung mơi hóa dẻo.
1.1.2. Dung mơi hóa dẻo
Dung mơi hóa dẻo là những chất mà trong các điều kiện xác định (nhiệt
độ, áp suất và nồng độ) sẽ chuyển NC về dạng gần nhƣ trạng thái keo (đƣợc
gọi là các chất hoá dẻo) [6]. Phần lớn, đối với thuốc phóng pirocxilin, dung
mơi hóa dẻo chính thƣờng đƣợc sử dụng là hỗn hợp ethanol (cồn) và diethyl
ether (ete etylic) với tỷ lệ nhất định.
Hỗn hợp ethanol – diethyl ether đƣợc sử dụng trong sản xuất thuốc
phóng pirocxilin với vai trị là hợp phần cơng nghệ để đƣa pirocxilin từ trạng
thái giả thủy tinh về trạng thái chảy dẻo. Điều đó cho phép chế tạo đƣợc sợi
hoặc hạt thuốc phóng đã đƣợc lèn chặt có hình dạng, kích thƣớc nhƣ mong
muốn. Sau khi nhận đƣợc thuốc phóng, hỗn hợp ethanol – diethyl ether đƣợc
loại bỏ khỏi thành phần thuốc phóng. Loại bỏ hồn tồn hỗn hợp ethanol –

7

diethyl ether ra khỏi thành phần thuốc phóng là việc khó khăn. Hàm lƣợng
của hỗn hợp dung mơi hóa dẻo cịn lại trong thành phần thuốc phóng dao
động trong khoảng từ 0,5 đến 5,0 % tùy theo bề dày nguyên tố thuốc phóng.
Sự có mặt của hỗn hợp ethanol – diethyl ether sẽ làm giảm năng lƣợng của
thuốc phóng, nhƣng mặt khác, sẽ có tác dụng tốt đối với các đặc tính cơ học
và độ bền hóa học của thuốc phóng.
1.1.3. Chất an định hóa học cho thuốc phóng pirocxilin
Các chất an định hóa học đƣợc đƣa vào thành phần của thuốc phóng
pirocxilin với một lƣợng xác định để làm chậm tốc độ phân huỷ và làm tăng
thời gian bảo quản, sử dụng thuốc phóng [5],[6]. Bản chất q trình tác dụng
của các chất an định là ở chỗ chúng hấp thụ hoặc liên kết hoá học với các oxit
nitơ hoặc các axit tách ra trong quá trình bảo quản thuốc phóng [6]. Vì các
oxit nitơ và các sản phẩm liên kết của chúng với nƣớc là các chất tăng tốc hay
các chất xúc tác cho quá trình phân huỷ thuốc phóng [6]. Các chất an định khi
liên kết với các sản phẩm này bằng cách này hoặc cách khác làm chậm quá
trình phân huỷ và nhƣ vậy sẽ làm tăng tuổi thọ của thuốc phóng (ức chế q
trình tự phân huỷ của thuốc phóng). Đối với thuốc phóng pirocxilin, chất an
định thƣờng đƣợc sử dụng là N-phenylaniline (C6H5)2NH (DPA) [3],[5],[57],
[35]. Trong quá trình bảo quản, đặc biệt trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm
cao, pirocxilin sẽ tự phân hủy hóa học để tạo ra các sản phẩm có tính axit
(nhƣ các nitơ oxit, axit nitric, axit nitrơ và các chất khác). Sản phẩm phân hủy
của pirocxilin có khả năng gây tác động xúc tác tới quá trình phân hủy các
hợp phần thuốc phóng ở giai đoạn tiếp theo. Do đó, tốc độ phân hủy hóa học
của thuốc phóng tăng lên rõ rệt, còn thời hạn sử dụng và khả năng bảo quản an
tồn thuốc phóng sẽ suy giảm.
Chất an định hố học chỉ có thể là các chất có khả năng tƣơng tác hóa

học với sản phẩm phân hủy thuốc phóng để tạo ra các hợp chất bền, kém hoạt
động hóa học và khơng có khả năng gây tác động hóa học với các hợp phần


8

khác. Tuy nhiên, các chất an định hoá học là các chất làm giảm năng lƣợng và
tốc độ cháy của thuốc phóng. Vì vậy cần phải lựa chọn, sao cho chất an định
hóa học phát huy đƣợc tác dụng an định hóa học khi hàm lƣợng của chúng
trong thuốc phóng đủ nhỏ (1 ÷ 3%).
Tác động an định của DPA là tƣơng tác hóa học với các nitơ oxit, cũng
nhƣ với axit nitơric và axit nitrơ để tạo ra các dẫn xuất bền kiểu nitrozo và
nitro. Ƣu điểm quan trọng là trong khi sử dụng DPA để thực hiện chức năng
an định hóa học NC, ở các phản ứng sẽ khơng tạo ra các sản phẩm dạng khí.
1.2. Cơng nghệ sản xuất thuốc phóng pirocxilin thơng thƣờng
Q trình sản xuất thuốc phóng pirocxilin thơng thƣờng gồm các
ngun cơng sau: tách nƣớc ra khỏi pirocxilin, trộn lẫn pirocxlin với dung
môi và các hợp phần khác, nén ép, hong sơ bộ, cắt, hong lần hai, ngâm nƣớc,
sấy, xông ẩm, tạo lô nhỏ, tạo lơ chung, bao gói [57],[86],[89],[91].
Sơ đồ cơng nghệ chế tạo thuốc phóng pirocxilin thơng thƣờng đƣợc thể
hiện nhƣ sau:

Etanol 80%
Etanol 96%
Dietyl ete + DPA
(hoặc + XE)

NC

Thuốc phóng

Khử nƣớc Pi

Sấy, định ẩm

Trộn, tạo hạt

Ngâm nƣớc

Nén ép, định
hình
Hong sơ bộ

Hong

Cắt

Hình 1. 1. Sơ đồ cơng nghệ chế tạo thuốc phóng pirocxilin thông thƣờng


9

Hình 1. 2. Khn ép thuốc phóng pirocxilin dạng hạt 7 lỗ, 1- ti khuôn, 2- cốc
khuôn, 3- nắp khuôn, 4- ốc vít
Đối với một số mác thuốc phóng pirocxilin đặc biệt, ngồi các chế độ
cơng nghệ chính nêu trên cịn có thêm một số ngun cơng đặc biệt khác để
tạo nên đặc tính riêng của từng loại thuốc phóng, phù hợp với tính năng của
từng loại vũ khí, đạn dƣợc.
1.3. Một số dạng thuốc phóng pirocxilin đặc biệt dùng cho đạn pháo
Ngồi thuốc phóng pirocxilin thơng thƣờng có thành phần đã nêu ở

trên, để phân liều cho phát bắn pháo binh cịn sử dụng các loại thuốc phóng
có cơng dụng đặc biệt [56],[57],[89].
1.3.1. Thuốc phóng ít hút ẩm
Đối với các liều phóng dùng cho phát bắn nạp rời, thuốc phóng có thể
phải chịu tác động mãnh liệt của ẩm mơi trƣờng. Bởi vậy, loại thuốc phóng ít
hút ẩm đƣợc thiết kế, chế tạo và sử dụng. Khác với TPP thông thƣờng, trong


10

thành phần loại TPP ít hút ẩm chứa các phụ gia kỵ nƣớc, có tác dụng làm
giảm khả năng hút ẩm của thuốc phóng. Khả năng hút ẩm bị giảm nhờ vào
thành phần các chất nhƣ 2-methyl-1,3,5-trinitro benzen (trinitrotoluen, TNT)
[15], 1-methyl-2,4-dinitro benzen (đinitrotoluen, DNT) và n-butyl phatalate
(đibutylphtalat, DBP) [89],[91].
Cần nhận thấy rằng, ở nhiệt độ thấp, TNT và DNT với hàm lƣợng trong
thuốc phóng lớn có khả năng kết tinh lại. Bởi vậy, hàm lƣợng TNT và DNT
trong thuốc phóng hiện nay khơng vƣợt q 9 ÷ 10 %.
DBP C6H4(COOC4H9)2 là dung mơi hóa dẻo rất tốt đối với NC. Trong
thành phần thuốc phóng, DBP thực hiện hai chức năng: làm giảm khả năng
hút ẩm và là dung mơi hóa dẻo phụ đối với pirocxilin. Hàm lƣợng DBP trong
thuốc phóng các mác khác nhau khơng vƣợt q 5 ÷ 6 %.
1.3.2. Thuốc phóng ít bào mịn nịng
Khi thực hiện phát bắn từ pháo nịng dài, đặc biệt pháo có uy lực lớn,
sẽ xuất hiện hiện tƣợng bào mòn nòng. Hiện tƣợng đó dẫn đến sự suy giảm
chất lƣợng thuật phóng của pháo (sụt giảm sơ tốc của đạn, tăng độ tản mát
của đạn ở mục tiêu). Để chống lại hiện tƣợng có hại này, có nhiều biện pháp
khác nhau đƣợc đƣa ra. Một trong các biện pháp đó là sử dụng thuốc phóng ít
bào mịn nịng. Để giảm nhiệt độ của các sản phẩm cháy [91] (giảm tác động
bào mòn), một lƣợng nhỏ chất có tác dụng chống lại quá trình làm mịn nịng

(parafin, xerezin [91], vazơlin...) đƣa vào thành phần loại thuốc phóng này.
Phụ gia chống bào mịn nịng đƣợc đƣa vào trong thành phần TPP với
hàm lƣợng có thể lên đến 3,0 %.
Thuốc phóng ít hút ẩm đã nêu ở trên, do có chứa DNT và DBP nên ở
một mức độ nào đó cũng là thuốc phóng ít bào mòn nòng do các hợp phần
này cũng làm giảm nhiệt lƣợng cháy của thuốc phóng.


11

1.3.3. Thuốc phóng khơng sinh lửa
Phát bắn pháo binh thƣờng sinh ra lửa. Lửa thƣờng xuất hiện ở miệng
nòng và ở vùng đi nịng khi mở khóa nịng. Lửa xuất hiện ở miệng nòng sẽ
làm lộ trận địa pháo khi bắn vào ban đêm. Lửa đi nịng sẽ gây những bất
tiện nhất định cho pháo thủ và gây nguy cơ cháy, nhất là khi thực hành phát
bắn từ trong vị trí kín (từ tháp xe tăng, lơ cốt...). Do vậy, cần có các biện pháp
nhất định chống lại các phát bắn sinh lửa này. Một trong những phƣơng pháp
dập lửa là sử dụng thuốc phóng khơng sinh lửa. Thuốc phóng pirocxilin
khơng sinh lửa khác với thuốc phóng dùng cho pháo thơng thƣờng là trong
thành phần của nó chứa một lƣợng nhỏ (3  5%) chất phụ gia dập lửa, chủ
yếu là colophan (nhựa thơng) [91]. Loại thuốc phóng này có thể đƣợc sử dụng
để chế tạo các liều phóng cơ bản không sinh lửa dùng cho phát bắn pháo.
Phụ gia dập lửa có tác dụng ngăn cản khả năng cháy của các khí cháy
đƣợc tạo ra trong q trình thực hiện phát bắn và làm giảm nhiệt độ khí thuốc
phóng. Do đó độ sinh lửa của phát bắn sẽ giảm đáng kể.
Thành phần của 1 loại thuốc phóng khơng sinh lửa (tính theo %) nhƣ
sau: pirocxilin hỗn hợp – 92,2 %; DPA – 1,3 %; hỗn hợp cồn và ete etyic –
1,3 %; nhựa thông – 2,6 %; ẩm – 1,4 % [2],[14].
1.3.4. Thuốc phóng dập lửa
Thuốc phóng dập lửa chứa trong thành phần 45  50% chất dập lửa, ví

dụ nhƣ kali sulfat. Những thuốc phóng này có dự trữ năng lƣợng rất thấp nên
không đƣợc sử dụng để chế tạo liều thuốc phóng cơ bản. Thuốc phóng dập
lửa đƣợc sử dụng dƣới dạng một lƣợng nhất định cho thêm vào liều cơ bản.
Khi bắn, sản phẩm phân hủy các hợp phần của thuốc phóng dập lửa sẽ ngăn
cản việc tạo ra lửa ở đầu nòng. Một số mác thuốc phóng dập lửa của Nga nhƣ:
BTX-10, BTX-20, 8/1UGF, 12/1UG. Một số phát bắn pháo binh của Mỹ
không sử dụng thuốc phóng dập lửa mà sử dụng trực tiếp các chất dập lửa nhƣ
KNO3, K2SO4.


12

1.3.5. Thuốc phóng pirocxilin xốp
Thuốc phóng pirocxilin xốp là loại thuốc phóng thƣờng hay đƣợc dùng
trong súng ngắn hoặc súng săn. Bản thân trong các hạt thuốc phóng có cấu
trúc khác với các thuốc phóng khác là có tồn tại các lỗ xốp [91], do đó tỉ trọng
của loại thuốc phóng này thấp hơn thuốc phóng thơng thƣờng, đồng thời tốc
độ cháy cũng nhanh hơn.
Kali nitrat (KNO3) [91],[57] thƣờng đƣợc dùng để cho vào trong q
trình trộn hóa dẻo NC cùng với 1 phần graphit để quá trình trộn đƣợc dễ dàng
hơn, giảm nguy cơ mất an tồn. Sau đó KNO3 đƣợc loại bỏ trong thuốc phóng
ở cơng đoạn ngâm [57]. Tùy thuộc vào hàm lƣợng KNO3 cho vào trong thành
phần, thuốc phóng xốp đƣợc chia ra các mác nhƣ: P45, P85, P125 và P200.
Đối với các loại thuốc phóng đặc biệt nêu trên, công nghệ chế tạo
tƣơng tự nhƣ chế tạo thuốc phóng pirocxilin thơng thƣờng, phụ gia cho thêm
thƣờng ở cùng với công đoạn trộn hồ nhiên liệu ban đầu, công đoạn này thực
hiện không quá phức tạp khi so với cơng nghệ thuần hóa thuốc phóng
pirocxilin mà đề tài luận án trình bày dƣới đây.
1.4. Thuốc phóng pirocxilin thuần hóa, một số đặc điểm chính của thuốc
phóng pirocxilin thuần hóa

Qua tìm hiểu tài liệu, nghiên cứu sơ bộ về các mác thuốc pirocxilin
thuần hóa, cho thấy bản chất của q trình thuần hóa thuốc phóng một gốc là
q trình đƣa các tác nhân thuần hóa vào bên trong hệ keo của các hạt thuốc
phóng, làm thay đổi thành phần của hạt thuốc phóng từ lớp bề mặt ngồi đến
các lớp phía trong. Đối với các loại súng pháo, các nhà thiết kế đều mong muốn
sơ tốc đầu đạn là cao nhất trong khi vẫn giữ nguyên giá trị áp suất lớn nhất của
phát bắn [56]. Trong phát bắn của đạn pháo, q trình cháy của thuốc phóng
sinh ra khí tác động lên đáy của đầu đạn, làm cho đầu đạn dịch chuyển trong
nịng pháo. Q trình dịch chuyển của đạn trong nòng pháo diễn ra trong
khoảng thời gian vô cùng nhỏ, tốc độ đầu đạn ngày càng tăng trong q trình
này, điều này là do khí thuốc phóng sinh ra càng ngày càng tăng theo thời