Ein Polymergebundener Sprengstoff oder Kunststoffgebundener Sprengstoff, auch PBX (englisch polymer-bonded explosive), ist ein Explosivstoff, in dem explosionsfähiges Pulver in einer Matrix unter Verwendung kleiner Mengen Polymer (Kunststoff) gebunden ist. Zu beachten ist, dass es sich bei PBX trotz des Begriffs Kunststoff („Plastik“) nicht um Plastiksprengstoff handelt, der noch nach dem Aushärten von Hand formbar wäre. PBX wird in der Regel für Explosivstoffe verwendet, die nicht einfach in eine Form gegossen werden können oder anderweitig schwer zu formen sind.
Er wurde 1952 vom Los Alamos National Laboratory entwickelt und ist wie Hexogen (RDX) in Polystyrol mit Dioctylphthalat als Weichmacher eingebettet. Oktogen (HMX)-Kompositionen mit Teflon-basiertem Bindemittel wurden in 1960er- und 1970er-Jahren für Granaten und seismische Experimente entwickelt, obwohl die letzteren Experimente in der Regel mit Hexanitrostilben (HNS) durchgeführt wurden.
Vorteile
- Ist die Polymermatrix ein Elastomer (gummiartiges Material), neigt sie dazu, Schocks zu absorbieren. Dadurch ist ein PBX sehr unempfindlich gegen versehentliche Detonation und somit ideal für insensitive Munition.
- Harte Polymere können einen PBX bilden, der sehr starr ist und seine genaue Form auch unter starker Belastung beibehält.
- PBX-Pulver können bei Raumtemperatur in eine gewünschte Form gepresst werden, wodurch hohe kritische Temperaturen – wie sie beim Gießen anderer Sprengstoffe auftreten können – vermieden werden. Das Druckpressen ermöglicht eine Dichte des Materials, welche nahe an der maximalen theoretischen Dichte des Explosivstoffes liegt.
- Viele PBX können sogar maschinell bearbeitet werden. So kann er durch Drehen und Fräsen bearbeitet werden; auf diesem Weg werden auch Sprengstofflinsen für Nuklearwaffen hergestellt.
Bindemittel
Fluoropolymere
Fluoropolymere bieten Vorteile als Bindemittel aufgrund ihrer hohen Dichte (was eine hohe Detonationsgeschwindigkeit zur Folge hat) und ihres inerten chemischen Verhaltens (was für eine lange Lagerstabilität und geringe Alterung förderlich ist). Die so erzeugten PBX sind jedoch schlecht zu verarbeiten. Die unangenehme Eigenschaft, dass ihre Glasübergangstemperatur nur bei Raumtemperatur oder etwas höher liegt, macht sie nämlich etwas spröde. Dies schränkt ihre Verwendung auf den Bereich der robusten Sprengstoffe (zum Beispiel TATB) ein, wo sich die Sprödigkeit nicht nachteilig auf die Sicherheit auswirkt.
Elastomere
Elastomere werden bei mechanisch empfindlichen Sprengstoffen verwendet (beispielsweise bei Oktogen). Die Elastizität der Matrix senkt die Empfindlichkeit gegenüber Schock und Reibung. Die Glasübergangstemperatur liegt unterhalb der unteren Grenze des Temperaturarbeitsbereichs (typischerweise unter −55 °C). Vernetzter Gummi ist jedoch empfindlich gegenüber Alterung, vor allem durch Einwirkung freier Radikale und Hydrolyse der Verbindungen durch Spuren von Wasserdampf. Synthetische Kautschuke wie thermoplastische Elastomere oder Hydroxyl-terminiertes Polybutadien werden für diese Anwendungen häufig eingesetzt. Silikonkautschuk ist ebenfalls in Gebrauch.
Fluorkautschuke wie Viton vereinen die Vorteile der beiden anderen Bindemittel.
Energetische Polymere
Energetische Polymere (zum Beispiel Nitro-Derivate von Polymeren) können als Bindemittel verwendet werden, um die explosive Kraft im Vergleich zu einem inerten Bindemittel zu erhöhen. Energetische Weichmacher können ebenfalls verwendet werden, wodurch die Empfindlichkeit des Explosivstoffes reduziert und die Verarbeitbarkeit verbessert werden.
Beispiele für PBX
Literatur
- Cooper, Paul W. Explosives Engineering. New York: Wiley-VCH, 1996. ISBN 0-471-18636-8.
- Robert S. Norris, Hans M. Kristensen, Joshua Handler: "The B61 family of bombs", http://thebulletin.org,/ The Bulletin of the Atomic Scientists, Jan/Feb 2003.
Einzelnachweise
