Menu
domLeki

Materiały wybuchowe pierwotne i wtórne inicjujące. Materiały wybuchowe inicjujące (pierwotne i wtórne), ich właściwości

Inicjujące (pierwotne) materiały wybuchowe łatwo eksplodować w formie detonacji pod wpływem niewielkich wpływów termicznych i mechanicznych i może powodować detonację materiałów wybuchowych kruszących (wtórnych). Obejmują one:

Piorun rtęci– wrażliwy na promień ognia, a nawet na słabe oddziaływania mechaniczne (uderzenie, przebicie, tarcie), trujący. Zamoczony traci swoje właściwości wybuchowe: przy wilgotności 10% pali się bez detonacji. Stosowany w detonatorach promieniowych i wbijających.

Azydek ołowiu – mniej wrażliwy na naprężenia mechaniczne i promienie ognia niż piorunian rtęci. Po nawilżeniu nie traci wrażliwości na naprężenia mechaniczne. Zdolność inicjowania jest niższa niż w przypadku piorunianu rtęci. Stosowany w różnych detonatorach.

Trinitroresercynian ołowiu (TNRS) – wrażliwy na płomień; Po zapaleniu wytwarza potężną wiązkę ognia. Wrażliwość na uderzenia i zdolność inicjowania są niższe niż w przypadku azydku ołowiu. Lekko higroskopijny. Stosowany w celu zwiększenia palności kompozycji inicjujących.

Fala uderzeniowa wody, metody osłabiania jej parametrów. Strefa zagrożenia i bezpieczne odległości rozproszenia odłamków i fragmentów materiałów zniszczalnych podczas wybuchów.

Fala uderzeniowa (południowo-zachodnia)– fala sprężania rozchodząca się w ośrodku z prędkością naddźwiękową, na której krawędzi natarcia następuje natychmiastowa (skokowa) zmiana ciśnienia, gęstości i temperatury ośrodka.

Eksplozja w studni.

Kiedy ładunek eksploduje w studni wypełnionej ciekłym ośrodkiem, fala uderzeniowa tworzy pęcherzyk produktów detonacji podgrzanych i sprężonych do wysokiego ciśnienia. Ze względu na bezwładność cieczy pęcherzyk gazu pulsuje, emitując w każdym cyklu fale, których intensywność stopniowo maleje. Praktyczne znaczenie mają jedynie główne i wtórne fale uderzeniowe.

Ponieważ gęstość wody jest prawie 800 razy większa od gęstości powietrza, intensywność węglowodorów w wodzie jest znacznie większa niż w powietrzu. To częściowo wyjaśnia różny wpływ na elementy odwiertu ładunków perforatorów skumulowanych i perforatorów typu otwartego. Ciśnienie hydrostatyczne wpływa na energię węglowodorów. Przy ciśnieniu 150 MPa energia fali uderzeniowej jest o około 25% mniejsza niż przy ciśnieniu 0,1 MPa, a destrukcyjne działanie wtórnej fali uderzeniowej praktycznie ustanie.

HC w cieczach rozprzestrzeniają się na duże odległości. W rurach pełniących rolę falowodów intensywność fal uderzeniowych maleje powoli. W studniach nieosłoniętych, z powodu nierównych ścian studni, fale słabną szybciej. Należy to wziąć pod uwagę przy podejmowaniu decyzji o dopuszczalnej mocy wybuchu, na podstawie wytrzymałości elementów studni w określonych odległościach od miejsca wybuchu.



Bezpieczna odległość fali uderzeniowej: r=k*(Q)^1/3;

k-współczynnik proporcjonalności, zależy od stopnia uszkodzeń, jakie możemy założyć – wytrzymałości budynku, jego znaczenia – stodoły czy Białego Domu.

Masa Q materiałów wybuchowych w ekwiwalencie tratylowym.

Formuła dyspersji:

Rczas=1250*n*(f*d/a*(1+N))

współczynnik wypełnienia n-studzienek;

N-za zatrzymanie; wtyczka - włożona do studni, aby energia nie przedostała się do powietrza.

średnica d-studzienki;

a-odległość między studniami podczas potężnych eksplozji.

współczynnik f skały w skali wytrzymałości.

Zastosowanie materiałów wybuchowych inicjujących:

Inicjowanie materiałów wybuchowych wykorzystywane do stymulacji u innych nocleg ze śniadaniem przemiana wybuchowa w postaci spalania lub detonacji. Dlatego służą do wyposażenia sprzętu inicjacja: nasadki detonatora, nasadki zapalnika itp.

3.Przygotowanie studni do perforacji. Certyfikat gotowości studni do perforacji. Procedura przygotowania wierteł udarowych na powierzchni i podłączenia do kabla. Operacje podnoszenia.

Szef BP i szef partii muszą podpisać ustawę zgodną z projektem o przygotowaniu studni do perforacji.

Studnię należy wywiercić, wypełnić niezbędnym roztworem (czysta woda, kirozen - w przypadku depresji, w przypadku represji wypełnić ważonym roztworem). Powinno być przejście, odśnieżone chodniki, podesty dla windy i LPS, miejsce podłączenia do sieci elektrycznej, uziemienie, 75 lux przy wylocie i 50 lux na chodnikach, 25 lux w całej strefie niebezpiecznej

W raporcie należy wskazać: projekt odwiertu, cementowanie, wykonane prace.

Należy zapewnić miejsca na uziemienie i podłączenie do prądu oraz miejsce na instalację LPS.

Załadunek młotów obrotowych należy przeprowadzać w LPS lub na specjalnych stołach z bokami.

Stoły muszą być uziemione i umieszczone w odległości 20 m od studni.



Obudowa młotów obrotowych: wyczyszczona, sprawdzona w LPS. Ich obrzęk może wynosić 5-6 mm.

Bezramowe młoty obrotowe: ładowane i sprawdzane na stołach.

Młoty rurowe: montowane i opuszczane w sekcjach, skręcanych ze sobą.

Należy wywiercić odwiert i wypełnić go cieczą wykorzystywaną do PVR.

Zejście - operacje podnoszenia.

Górny blok zawieszenia do ściśle pionowego opuszczania liny za pomocą wiertarki udarowej.

Ładowanie i rozładowywanie maszyn wirtualnych.

1. Załadunek i rozładunek pojazdów z VM należy przeprowadzać z zachowaniem najwyższej staranności w specjalnie wyznaczonych i wyposażonych miejscach.

Przewożony ładunek należy tak rozmieścić, aby zapobiec spadnięciu przesyłki, zderzeniu się z pojazdem lub uderzeniu o boki nadwozia pojazdu.

2. Załadunek pojazdu VM musi odbywać się zgodnie ze schematami rozmieszczenia i zabezpieczenia ładunku zawartymi w dokumentacji regulacyjnej i technicznej zatwierdzonej przez upoważnionego kierownika właściwej służby przedsiębiorstwa wykonującego transport. W takim przypadku ładunek musi być umieszczony symetrycznie względem osi wzdłużnej nadwozia i równomiernie (wagowo) na całej powierzchni. Prace należy wykonywać pod bezpośrednim nadzorem i kontrolą osoby odpowiedzialnej za załadunek, wyznaczonej w zamówieniu.

3. Przed wydaniem ładunku do wysyłki, jak również w trakcie załadunku, ładunek musi zostać dokładnie sprawdzony przez nadawcę w celu sprawdzenia prawidłowości opakowania, jakości kontenera, integralności plomb i plomb. , zgodność danych wskazanych na ładunku i w dokumentach przewozowych, wymaganych dokumentacją regulacyjną i techniczną VM, w tym oznaczeń i masy ładunku.

4. Procedura załadunku, przeładunku i rozładunku pojazdu musi wykluczać możliwość kolizji z pracownikami wykonującymi pracę lub dotykającymi ich ładunkiem.

5. W przypadku oddzielnego transportu VM dopuszcza się załadunek pojazdów specjalnych i specjalistycznych (patrz ust. 6) do ich pełnej ładowności, z wyjątkiem detonatorów, których załadunek jest we wszystkich przypadkach nie większy niż dwie trzecie ładowność i wysokość nie większą niż dwie skrzynie.

Całkowitą ładowność specjalnie wyposażonego pojazdu określa się jako różnicę pomiędzy całkowitą ładownością pojazdu produkcyjnego a masą dodatkowego wyposażenia zamontowanego na pojeździe.

Przy transporcie materiałów wybuchowych i SI lub SI i PVA łącznie obciążenie pojazdu również nie powinno przekraczać 2/3 jego ładowności.

Pudełka z VM należy układać płasko, blisko siebie, worki - w klatce lub pionowo, jednak nie wyżej niż poziom boków i przykrywać specjalnie do tego przeznaczoną do tego tkaniną.

W przypadku transportu VM w specjalnych, dopuszczonych do tego celu kontenerach, te ostatnie mogą wystawać ponad poziom boków pojazdu.

Dopuszcza się transport materiałów wybuchowych bez opakowania z magazynów do miejsc wybuchu w maszynach ładujących zatwierdzonych do tego celu przez Państwowy Urząd Dozoru Technicznego Rosji.

6. Pojazdy przeznaczone do przewozu materiałów wybuchowych należy dostarczać do miejsc załadunku (rozładunku) pojedynczo, zgodnie z wymogami instrukcji wykonywania czynności załadunku i rozładunku, zatwierdzonych przez kierownika przedsiębiorstwa. Pojazdy załadowane i oczekujące na załadunek muszą być zlokalizowane w odległości co najmniej 100 m od punktów załadunku (rozładunku) i rozmieszczone w różnych miejscach. Załadowane pojazdy nie powinny zatrzymywać się w pobliżu budynków produkcyjnych.

7. Podczas załadunku i rozładunku silnik pojazdu, z wyjątkiem ładowania pojazdów podczas ładowania studni, musi być wyłączony, pojazd musi być hamowany hamulcem ręcznym, pod kołami muszą być zamontowane co najmniej 2 kliny, oraz kierowca musi opuścić kabinę.

8. W przypadku przewozu materiałów wybuchowych podlegających częściowemu rozładunkowi lub załadunkowi na trasie, każda partia materiałów wybuchowych musi być zabezpieczona oddzielnie.

10. Zabrania się palenia w odległości mniejszej niż 50 m od pojazdów przeznaczonych do załadunku i rozładunku, a także podczas wykonywania z nimi czynności załadunku i rozładunku.

Materiały wybuchowe, ze względu na charakter ich działania, dzielą się na następujące grupy.

· Inicjowanie materiałów wybuchowych.

· Materiały wybuchowe kruszące (lub kruszące materiały wybuchowe).

· Proch strzelniczy.

· Kompozycje pirotechniczne.

Inicjujące materiały wybuchowe to takie, które mają bardzo dużą czułość i wybuchają pod wpływem niewielkich zewnętrznych efektów mechanicznych (uderzenie, tarcie) lub termicznych (wiązka laserowa, płomień, ciepło, prąd elektryczny). Substancje te zawsze detonują i powodują detonację innych materiałów wybuchowych. Materiały wybuchowe inicjujące stosuje się w małych ilościach do wypełnienia spłonek, które tworzą początkowy impuls wybuchu.

Materiały wybuchowe kruszące to takie, które po eksplozji miażdżą otaczające obiekty. Są znacznie mniej wrażliwe na wpływy zewnętrzne niż materiały wybuchowe inicjujące i zwykle wybuchają pod wpływem wybuchu innego materiału wybuchowego - detonatora. Detonator jest ładunkiem wybuchowym bardziej wrażliwym niż materiał wybuchowy ładunku głównego. Wybuch detonatora następuje poprzez eksplozję kapsuły z inicjującym materiałem wybuchowym (ryc. 3.1). Po pierwsze, kapsuła eksploduje w wyniku efektów mechanicznych lub termicznych. Powstała fala uderzeniowa powoduje eksplozję detonatora, który eksplodując powoduje detonację ładunku głównego. Materiały wybuchowe kruszące służą jako ładunki wybuchowe do napełniania min, pocisków i nabojów burzących oraz służą do niszczenia i miażdżenia różnych obiektów i przeszkód.

Ryż. 3.1. Schemat detonacji materiałów wybuchowych:

1 – spłonka (materiał wybuchowy inicjujący); 2 – detonator;

3 – ładunek główny materiału wybuchowego

Proch strzelniczy to materiał wybuchowy, którego charakter wybuchu pozwala na wykorzystanie go jako źródła energii do przemieszczania pocisków, min, kul i rakiet. Głównym rodzajem wybuchowej przemiany prochu w normalnych warunkach jest szybsze spalanie. Proch nie jest wrażliwy na zewnętrzne wpływy mechaniczne. Różnicę w działaniu prochu i materiału wybuchowego można zilustrować prostym przykładem pokazanym na ryc. 3.2. Przy szybkim spalaniu prochu (ryc. 3.2, a) ciśnienie gazu stopniowo wzrasta, pocisk porusza się z przyspieszeniem, uderzając w gwintowane kanały (które służą do nadawania pociskowi ruchu obrotowego w celu ustabilizowania jego trajektorii). Kiedy detonuje się materiał wybuchowy (ryc. 3.2, b) w tych samych warunkach, niemal natychmiast tworzy się gaz, a powstałe gazy niszczą lufę i komorę.

Ryż. 3.2. Schemat działania materiału wybuchowego na pocisk podczas spalania:

A – proch strzelniczy; b – materiał wybuchowy

Mieszanki pirotechniczne to mieszaniny substancji wybuchowych i niewybuchowych. Ich właściwości wybuchowe są znacznie mniej wyraźne niż w przypadku konwencjonalnych materiałów wybuchowych. Kompozycje pirotechniczne mają specjalne właściwości (jasny blask, powstawanie dymu, kolor płomienia). Stosuje się je w nabojach oświetleniowych i zapalających, w fajerwerkach i fajerwerkach, w bombach dymnych itp. Rozważmy bardziej szczegółowo główne rodzaje materiałów wybuchowych.

Inicjowanie materiałów wybuchowych

Najczęściej stosowanymi inicjującymi materiałami wybuchowymi są piorunian rtęci, azydek ołowiu i styfnian ołowiu.

Piorunian rtęci - piorunian rtęci, jest drobnokrystalicznym białym lub szarym proszkiem. Otrzymuje się go w wyniku działania alkoholu etylowego na roztwór rtęci w kwasie azotowym. Nieskompresowany piorunian rtęci jest niezwykle niebezpieczny w obsłudze, ponieważ jest bardzo wrażliwy. W postaci sprasowanej substancja ta jest mniej niebezpieczna i mniej wrażliwa na wstępną stymulację. Pod wpływem wilgoci piorunian rtęci łatwo traci swoje właściwości wybuchowe. Przy 5%wilgoć, właściwości wybuchowe zmniejszają się, przy 10% pali się tylko, przy 30% zamienia się w substancję obojętną.

Azydek ołowiu jest solą ołowiową kwasu podwodnego i ma postać białego proszku. Jest mniej czuły niż piorunian rtęci, ale ma zdolność inicjowania 10 razy większą niż piorunian rtęci. Nie jest higroskopijny i nie rozpuszcza się w wodzie. Stosowany jest w osłonach aluminiowych, ponieważ nie reaguje z aluminium. Wchodząc w interakcję z miedzią tworzy azydek miedzi, bardzo wrażliwy materiał wybuchowy.

Styfnian ołowiu (TNPC) to sól ołowiowa kwasu styfninowego. TNPC jest substancją stałą, żółtą, drobnokrystaliczną. Nie jest higroskopijny, nie rozpuszcza się w wodzie i nie wchodzi w interakcję z metalami. Wrażliwość na uderzenia jest niższa niż w przypadku azydku ołowiu, a wrażliwość na płomień jest wyższa. Bardzo wrażliwy na wyładowania elektryczne. Jego zdolność inicjowania jest niższa niż w przypadku innych inicjujących materiałów wybuchowych.

Inicjujące materiały wybuchowe po zmieszaniu z innymi substancjami tworzą związki udarowe, które stosuje się do wyposażenia spłonek zapalników i spłonek detonatorów. Przepisy niektórych kompozycji udarowych podano w tabeli. 3.2.

Piorunian rtęci w kompozycjach szokowych daje początkowy błysk, antymon jest łatwopalny i służy do zwiększenia siły płomienia, sól Berthollet jest środkiem utleniającym, który wspomaga spalanie. Kapsuły zapalające dzielą się na wkład i rurkę.

Spłonki nabojowe stosowane są w nabojach i tulejach spłonników do broni strzeleckiej i pocisków artyleryjskich. Zapalają się pod wpływem uderzenia napastnika i stanowią początkowy impuls do zapalenia głowicy. Schemat spłonki zapalnika naboju pokazano na ryc. 3.3.

Tabela 3.2

Przepisy na masy udarowe do karabinów i pistoletów

zapalniki podkładowe

Zapalnik podkładowy

Piorunian rtęci,% wag.

Sól Bertholeta,% wag.

Antymon,% wag.

Masa, miasto

Pistolet

0.02

Karabin

0.03

Rękaw kapsułki

0.025

Ryż. 3.3. Schemat startera zapalnika naboju

Składa się z metalowej osłony (nasadki) 1, wykonanej z mosiądzu lub miedzi, w którą wciśnięta jest masa udarowa 2. Kompozycja udarowa jest zamknięta od góry folią lub papierowym kółkiem 3. Kapsuły zapalników rurowych stosowane są w lampach i bezpiecznikach i służą do zainicjowania detonacji kapsuły detonatora.

Schemat kapsuły zapalnika rurowego pokazano na ryc. 3.4.

Ryż. 3.4. Schemat zapalnika rurowego:

1 – czapka z otworem; 2 – skład wstrząsu;

3 – kubek foliowy; 4 – membrana foliowa

Do wyposażenia spłonek lampowych stosuje się taki sam skład udarowy jak w przypadku spłonek kasetowych, jednak ich masa jest (5 ÷ 10) razy większa i wynosi (0,08 ÷ 0,2) g.

Nasadki detonatorów dzielą się na nasadki artyleryjskie i rozbiórkowe. Nasadki do detonatorów artyleryjskich stosowane są w zapalnikach różnych pocisków, min, bomb lotniczych i dotacji ręcznych. Celem spłonki jest spowodowanie detonacji ładunku wybuchowego kruszącego, którym jest załadowany ładunek.

W zależności od charakteru początkowego impulsu inicjującego eksplozję, kapsuły detonatora mogą być następujących typów.

· Przebite, działają poprzez ukłucie żądłem.

· Wiązka działa z wiązki (siły) ognia spłonki zapalnika.

· Spłonki detonatora przeznaczone są do inicjowania detonacji ładunków wybuchowych. Działają za pomocą siły ognia (przewód Bikeford) lub zapalnika elektrycznego. Schemat zapalnika-kapsuły pokazano na ryc. 3.5.

Ryż. 3.5. Schemat zapalnika-detonatora:

1-rękaw; 2-styfnian ołowiu; azydek 3-ołowiowy; 4-tetryl

Materiały wybuchowe

Materiały wybuchowe kruszące służą do napełniania pocisków artyleryjskich, min, granatów ręcznych, bomb lotniczych, a także do przygotowania środków burzących. Głównymi obecnie używanymi materiałami wybuchowymi są piroksylina, nitrogliceryna, trotyl, melanit, heksogen, dynamit, a także różne mieszaniny i stopy.

Piroksylina (nitroceluloza) jest substancją stałą o strukturze włóknistej. Otrzymuje się go poprzez obróbkę włókien roślinnych (bawełna, len, drewno) mieszaniną kwasu azotowego i siarkowego – nitrowanie lub nitrowanie błonnika. W zależności od stopnia nitrowania zawartość azotu w piroksylinie może się różnić. Im wyższa zawartość azotu, tym wyższe właściwości wybuchowe piroksyliny. Piroksylina jest bardzo higroskopijna. Gdy zawartość wilgoci wynosi do 3%, piroksylinę nazywa się suchą, a gdy zawartość wilgoci przekracza 3%, nazywa się ją mokrą. Sucha piroksylina jest bardzo niebezpieczna - eksploduje pod wpływem uderzenia i tarcia. Dzięki zawartości wilgoci przekraczającej 25% jest niewrażliwy i bezpieczny w obsłudze i przechowywaniu. Piroksylinę stosuje się do wytwarzania bezdymnego proszku i do śrutowania. Do ładowania amunicji stosuje się piroksylinę nr 1 (13% azotu) i piroksylinę nr 2 (12% azotu).

Nitrogliceryna jest trującą, przezroczystą oleistą cieczą. Otrzymuje się go przez działanie na glicerynę kwasem azotowym i siarkowym. Bardzo wrażliwy na wstrząsy, tarcie, wstrząsy. Nie jest stosowany w czystej postaci. Stosuje się go do produkcji bezdymnych proszków jako rozpuszczalnik i do przygotowania dynamitu w operacjach strzałowych.

TNT (trinitrotoluen, tol, TNT) jest stałą, drobnokrystaliczną substancją o ciemnożółtej barwie. Otrzymuje się go przez traktowanie toluenu (produktu suchej destylacji węgla) kwasem azotowym i siarkowym. TNT jest niewrażliwy na wstrząsy i ciepło, jest bezpieczny w obsłudze i ma długi okres trwałości (bloki zachowują zdolność eksplodowania nawet po dziesięcioleciach przechowywania). Na wolnym powietrzu pali się dymiącym płomieniem, bez eksplozji. TNT jest najpowszechniejszym materiałem wybuchowym. Służy do załadunku pocisków, min, bomb oraz do prac rozbiórkowych.

Melinit (kwas pikrynowy) jest gęstą krystaliczną masą o żółto-cytrynowym zabarwieniu. Otrzymuje się go z kwasu karbolowego poprzez działanie kwasami azotowym i siarkowym. Jest materiałem wybuchowym silniejszym niż trotyl. Wadą jest możliwość tworzenia związków chemicznych (soli) na styku z metalowymi powłokami - pikratami, bardzo wrażliwymi na uderzenia i tarcie. Służy do przygotowania ładunków rozbiórkowych.

Heksogen otrzymuje się przez traktowanie metenaminy i pentaerytrytolu kwasem azotowym. Jest to najsilniejszy materiał wybuchowy. Heksogen to krystaliczna biała substancja, która dobrze się topi i nie wchodzi w interakcję z metalami. Jest to materiał wybuchowy o większej mocy niż trotyl i melinit, ale także bardziej wrażliwy na naprężenia mechaniczne. Flegmatyczny RDX służy do wyposażenia pocisków przeciwpancernych i przeciwlotniczych oraz do produkcji dodatkowych detonatorów.

Amonity (materiały wybuchowe na bazie azotanu amonu) to zastępcze materiały wybuchowe, które powstają z mieszaniny azotanu amonu, trotylu, proszku aluminiowego i innych wypełnień. Mają słabsze działanie wybuchowe od trotylu, są mało przydatne do przechowywania i są zwykle używane tylko w czasie wojny (tanie surowce). W ZSRR podczas Wielkiej Wojny Ojczyźnianej głównymi rodzajami materiałów wybuchowych były amonity. W czasie pokoju wykorzystywane są w gospodarce narodowej (wybuchające zatory lodowe, pokłady węgla w kopalniach itp.). Do granatów ręcznych stosuje się dwa rodzaje amonitów – ammotol (mieszanina azotanu amonu i trotylu) oraz amonal – mieszaninę azotanu amonu, materiału wybuchowego i proszku aluminiowego.

Plastit-4 (C-4) to ciastowata masa o kolorze kremowym lub brązowym (rzadziej jasnopomarańczowym). Składa się z 80% sproszkowanego heksogenu i 20% plastyfikatora (co decyduje o jego właściwościach). Z wyglądu przypomina plastelinę lub wosk, jest tłusty w dotyku, plastyczny w temperaturach od -30°C do +50° C. Podobnie jak trotyl jest bardzo odporny na działanie czynników zewnętrznych – można go zmiażdżyć, przeciąć, upuścić czy poddać uderzeniom bez niebezpiecznych konsekwencji. Specjalne właściwości plastytu decydują o jego wykorzystaniu do celów terrorystycznych – ładunek plastytu można umieścić w dowolnej szczelinie, zwinąć cienką warstwą w literę lub ukryć w konstrukcji o dowolnej konfiguracji. Stosowany jest najczęściej w pewnego rodzaju skorupie (papier, torba) i mocowany taśmą klejącą lub taśmą do przedmiotu, który ma zostać eksplodowany. Plastit-4 dostarczany jest w standardowych brykietach o masie 1 kg, zawiniętych w papier. Ładunki plastytowe stosowane są w aktywnym pancerzu czołgów, a także na wyposażeniu min przeciwpiechotnych MON-50.

Proch strzelniczy

Proch strzelniczy lub materiały wybuchowe będące paliwem to materiały wybuchowe, w przypadku których główną formą przemiany materiału wybuchowego jest szybkie spalanie z prędkościąjesteś w» (1 10) m/s. Proch służy jako źródło energii do przemieszczania pocisków, kul, min i rakiet. Ponadto proch strzelniczy służy jako środek pomocniczy - zapalniki, generatory gazu itp.

Prochy dzielą się na dwie grupy – mieszaniny mechaniczne i prochy koloidalne.

Mieszanki mechaniczne obejmują następujące kompozycje.

· Czarny proszek.

· Proszek amonowy.

· Mieszane materiały wysokoenergetyczne i stałe paliwa rakietowe.

Podstawą wszystkich proszków koloidalnych jest piroksylina. W zależności od charakteru rozpuszczalnika proszki koloidalne dzielą się na następujące grupy.

· Proszek piroksyliny (lotny rozpuszczalnik).

· Proszek nitrogliceryny (przy użyciu nielotnego rozpuszczalnika).

· Proszek TNT (w nielotnym rozpuszczalniku).

· Proszki wiskozowe (bez rozpuszczalnika).

Mieszanki mechaniczne

Czarny lub czarny proszek to mechaniczna mieszanina azotanu potasu, siarki i węgla drzewnego (S, KNO3, C). Przez ponad 500 lat czarny proch był jedynym materiałem wybuchowym używanym w działaniach wojennych do produkcji ładunków artyleryjskich i broni strzeleckiej oraz do rozbiórki. Dopiero w drugiej połowie XIX wieku do celów wojennych zaczęto używać prochu piroksylinowego zamiast prochu czarnego. Najbardziej optymalny skład prochu czarnego ustalono pod koniec XVIII wieku na podstawie prac M.V. Łomonosow. Skład czarnego prochu podano w tabeli. 3.3.

Tabela 3.3

Skład czarnego proszku

Substancja

Potas

saletra

Siarka

Drzewiasty

węgiel

Skład ten do chwili obecnej nie uległ większym zmianom. Po podgrzaniu saletra łatwo uwalnia tlen niezbędny do spalania węgla i siarki. Wraz ze wzrostem zawartości saletry (do 80%) wzrasta siła prochu i szybkość jego spalania. Węgiel zawarty w prochu jest substancją łatwopalną.

Wraz ze wzrostem jego zawartości zmniejsza się szybkość spalania prochu. Siarka jest spoiwem wiążącym saletrę z węglem, a także substancją łatwopalną ułatwiającą palność czarnego prochu (siarka zapala się w niższej temperaturze niż węgiel). Wraz ze wzrostem zawartości siarki zmniejsza się szybkość spalania i siła prochu. Proch czarny otrzymuje się poprzez dokładne wymieszanie rozdrobnionych składników, sprasowanie mieszaniny i rozdrobnienie sprasowanego placka na ziarna o różnej wielkości. Proch jest wrażliwy na wszelkiego rodzaju wpływy mechaniczne (uderzenia, tarcie, iskry itp.). Kiedy kula trafi w ładunek prochowy, prawie zawsze eksploduje. Jednak czarny proch nie wybucha. Podczas spalania prochu czarnego powstaje 45% produktów gazowych i 55% produktów stałych (dym, osady węgla w otworze lufy). Obecnie proch czarny nie jest używany w ładunkach bojowych (proch o małej sile, demaskowanie przez dym, niebezpieczny w obsłudze, higroskopijny). Służy do produkcji zapalników, a także zapalników granatów ręcznych.

Proch amonowy składa się z azotanu amonu (90%) i węgla drzewnego (10%). Uzyskuje się go poprzez zmieszanie składników i wciśnięcie w elementy o zadanym kształcie (pierścienie, segmenty). Proszek amonowy jest szarym ciałem stałym. W przeciwieństwie do czarnego prochu wszystkie produkty spalania są gazowe. Wrażliwość na wpływy mechaniczne jest słaba. Bardzo higroskopijny i nieodpowiedni do przechowywania. Używany w czasie wojny do zastąpienia (25–35)% ładunku prochu piroksylinowego.

Mieszane materiały wysokoenergetyczne i mieszane stałe paliwa rakietowe (MSRP) stanowią szeroką klasę substancji energochłonnych stosowanych jako źródła energii w generatorach gazowych różnego przeznaczenia oraz w silnikach rakietowych na paliwo stałe. Skład SRT obejmuje polimerowe spoiwo paliwowe (kauczuk butylowy), środek utleniający (nadchloran amonu lub azotan amonu) oraz paliwo metaliczne (sproszkowane aluminium).

Proszki koloidalne

Proszek bezdymny Pyroxylin wytwarzany jest z mieszaniny dwóch rodzajów piroksyliny – nr 1 i nr 2, w różnych proporcjach. Mieszankę tych odmian rozpuszcza się w mieszaninie alkohol-eter. Powstałą jednorodną galaretowatą masę przeciska się przez specjalne filtry. Po pocięciu i wysuszeniu otrzymuje się ziarna prochu (proch taśmowy, rurowy, cylindryczny, wielokanałowy). Do składu proszku piroksyliny dodaje się do 3% zanieczyszczeń - stabilizatorów, flegmatyzatorów i przerywaczy płomienia. Stabilizatory (difenyloamina) spowalniają rozkład prochu i wydłużają jego trwałość do 20 lat (bez stabilizatorów proch jest przechowywany przez 10 lat). Flegmatyzatory (kamfora) zmniejszają szybkość spalania. Przerywacze płomieni (kalafonia, ftalan dibutylu) zmniejszają płomień po wypaleniu. Pochłaniają część energii prochu i obniżają temperaturę produktów spalania. D.I. wniósł ogromny wkład w rozwój proszków bezdymnych. Mendelejew. Proszek piroksyliny ma wiele zalet w porównaniu z prochem czarnym.

· Ma wyższą energię.

· Po spaleniu nie tworzy w lufie dymu ani sadzy (98,5% to produkty gazowe).

· Umożliwia produkcję ładunków o różnej wielkości i kształcie, co pozwala regulować czas spalania ładunku.

· Ma niską higroskopijność.

· Zachowuje swoje właściwości podczas długotrwałego przechowywania i jest niewrażliwy na wstrząsy.

Bezdymny proszek nitrogliceryny wytwarza się z piroksyliny, a nitrogliceryna jest stosowana jako rozpuszczalnik. W zależności od marki piroksyliny wyróżnia się balistyty (piroksylina nr 2) i kordyty (piroksylina nr 1). Zalety proszków nitrogliceryny w porównaniu z proszkami piroksyliny są następujące:

· Wyższe wartości wytrzymałości proszku.

· Krótszy czas poświęcony na ich produkcję – (5–7) godzin zamiast kilku dni.

· Niska cena.

· Lepsze zachowanie właściwości podczas przechowywania.

· Stosowane są w moździerzach, systemach rakiet wielokrotnego startu i silnikach rakietowych na paliwo stałe.

Proch TNT wytwarzany jest z mieszaniny piroksyliny i TNT. Proch strzelniczy otrzymuje się poprzez specjalną obróbkę w podwyższonych temperaturach i wysokim ciśnieniu. Nie ma w nim lotnego rozpuszczalnika, więc proszek TNT jest bardziej stabilny pod względem jakości niż proszki piroksyliny i nitrogliceryny. Ostatnio jest coraz częściej stosowane.

Proszek wiskozowy (proszek bezrozpuszczalnikowy) to nitrowana i stabilizowana wstępnie zagęszczona celuloza. Te prochy są nadal słabo zbadane. Służy do wytwarzania ładunków do karabinów i pistoletów.

Kompozycje pirotechniczne

Kompozycje pirotechniczne służą do wyposażenia specjalnych pocisków, kul, rakiet i tak dalej. Wiele mieszanek pirotechnicznych to materiały wybuchowe, ale ich właściwości wybuchowe są znacznie mniej wyraźne niż w przypadku konwencjonalnych materiałów wybuchowych. Energia uwalniana podczas spalania kompozycji pirotechnicznych jest wydawana nie na wytwarzanie pracy mechanicznej, ale na powstawanie efektu pirotechnicznego (oświetlenie terenu, wzniecenie pożaru itp.). Mieszanki pirotechniczne to mechaniczne mieszaniny paliwa, utleniacza, cementu i specjalnych zanieczyszczeń. Jako paliwo stosuje się aluminium, magnez i ich stopy, benzynę, naftę, olej, terpentynę, skrobię itp. Jako utleniacze - sole kwasu azotowego, nadchlorowego i nadchlorowego, tlenki metali (tlenek żelaza, nadtlenek baru, dwutlenek manganu itp.) .). Jako cementatory – olej schnący, kalafonia, szelak, żywice sztuczne (bakelit itp.). Służą do wiązania kompozycji i nadają jej wytrzymałość mechaniczną. Specjalne zanieczyszczenia służą do barwienia płomienia lub dymu.

Ze względu na charakter zastosowania kompozycje pirotechniczne dzieli się na następujące grupy.

· Oświetlenie.

· Zapalający.

· Sygnał.

· Palić.

· Tracery.

Kompozycje świetlne służą do wyposażenia nabojów iluminacyjnych, pocisków i bomb lotniczych oraz służą do oświetlenia terenu lub poszczególnych obiektów. Najczęstszym składem jest 18% aluminium, 4% magnezu, 75% azotanu baru, 3% oleju schnącego. Kompozycje oświetleniowe są wciskane w cylindryczną osłonę, po jednej stronie której wciśnięta jest kompozycja zapalająca (czarny proszek). Schemat gniazda oświetleniowego pokazano na ryc. 3.6. Charakterystykę niektórych kompozycji oświetleniowych podano w tabeli. 3.4.

Tabela 3.4

Charakterystyka niektórych kompozycji świetlnych

Amunicja

Natężenie światła, tysiąc świec

Czas akcji, s

Nabój

Pocisk

Bomba powietrzna

Związki zapalające służą do ładowania kul, łusek i bomb lotniczych. Dzielą się na trzy grupy.

· Kompozycje zapalające termity zawierające tlenki metali jako środek utleniający.

· Kompozycje zapalające to mieszaniny zawierające tlen (sole).

· Kompozycje zapalające, które nie zawierają utleniacza.

Ryż. 3.6. Schemat gniazdka świetlnego:

1 – rękaw; 2 – kapsułka; 3 – ładunek czarnego prochu;

kompozycja 4-zapłonowa; 5 – kompozycja świetlna; 6-wad

Kompozycje zapalające termit powstają na bazie termitu (mieszanina 25% aluminium i 75% tlenku żelaza) o temperaturze spalania około 2500 ° C. Termit nie jest stosowany w czystej postaci, ponieważ ma mały promień zapłonu . Przykład kompozycji zapalającej termit dla pocisku 76 mm podano w tabeli. 3.5.

Tabela 3.5

Skład termitowego pocisku zapalającego

Substancja

Azotan baru

Azotan potasu

Tlenek żelaza

Aluminium

Magnez

Cementator

Kompozycje zapalające z utleniaczem w postaci różnych soli dają wysoką temperaturę spalania i łatwo się zapalają. Związki te służą do wyposażenia zapalających pocisków i kul małego kalibru. Kompozycje zapalające bez utleniacza spalają się pod wpływem tlenu w powietrzu. Jako przykład weźmy bombę lotniczą z ciałem elektronowym (stop składający się z 92% magnezu i 8% aluminium) wypełnioną kompozycją termitową. Kiedy taka bomba się pali, temperatura osiąga (700 ÷ 900) ° C i powstają gorące iskry, które rozpraszają się na dużą odległość.

Do związków zapalających zalicza się utwardzone paliwo (napalm) - galaretowatą masę otrzymywaną przez zmieszanie kwasu stearynowego i alkoholowego roztworu sody kaustycznej z produktami naftowymi. Łatwo się zapala i wytwarza jasny, obszerny płomień.

Substancje samozapalne - fosfor biały i mieszaniny z nim łatwo zapalają się w powietrzu ( T » 1000°C). Przykładem zastosowania tej substancji są butelki do podpalania czołgów, które miały szerokie zastosowanie podczas Wielkiej Wojny Ojczyźnianej („koktajl Mołotowa”). Zawierają paliwo i fosfor rozpuszczony w dwusiarczku węgla. Po odparowaniu rozpuszczalnika fosfor zapala się w powietrzu, najpierw zapalają się pary dwusiarczku węgla, a następnie główne paliwo.

Kompozycje sygnałowe wytwarzają podczas spalania kolorowy płomień, na przykład czerwony, żółty, zielony, biały. Nie stosuje się kompozycji sygnałowych z niebieskim płomieniem, ponieważ niebieski płomień jest słabo widoczny z dużej odległości. Aby uzyskać czerwony płomień, do kompozycji dodaje się związki strontu, zielony płomień - związki baru, żółty - sole sodowe, biały - sole baru i potasu. Aby zwiększyć jasność, do kompozycji sygnałowych dodaje się do 5% aluminium lub stopu aluminiowo-magnezowego. Związki sygnałowe stosowane są w nabojach 26 mm (wyrzutniach rakiet). Wysokość podnoszenia rakiety wynosi 90 m, czas spalania ładunku wynosi 6,5 s, a jasność płomienia wynosi 10 000 świec.

Kompozycje dymne przeznaczone są do kamuflowania obiektów i dymienia formacji bojowych wroga. Służy do wyposażania bomb dymnych, pocisków, min. Ze względu na charakter procesu powstawania dymu dzieli się je na trzy grupy.

· Tworzenie się dymu w wyniku spalania.

· Tworzenie się dymu w wyniku interakcji kompozycji z wilgocią z powietrza.

· Tworzenie się dymu w wyniku sublimacji termicznej.

Pierwsza grupa obejmuje fosfor biały. W temperaturze +50°C zapala się i pali tworząc gęsty, biały dym. Druga grupa obejmuje trójtlenek siarki, czterochlorek cyny i kwas chlorosulfonowy. Trzecia grupa obejmuje bomby dymne (bomby Erszowa), które składają się z azotanu potasu (10%), chlorku amonu (40%), soli bertholletowej (20%), węgla drzewnego (10%), naftalenu (20%). Podczas spalania mieszaniny Erszowa chlorek amonu i naftalen sublimują, których kondensacja oparów prowadzi do powstawania dymu.

Związki znacznikowe służą do wskazania toru lotu pocisku lub pocisku (ślad biały lub czerwony). Przykładowe składy znaczników podano w tabeli. 3.6.

Mieszanki pirotechniczne, wraz z omówionymi powyżej przykładami zastosowań wojskowych, znajdują szerokie zastosowanie jako ładunki do wyposażenia rakiet i urządzeń pirotechnicznych podczas pokazów sztucznych ogni, organizacji kolorowych pokazów sztucznych ogni i innych uroczystych pokazów. Zastosowane w tym przypadku ładunki pirotechniczne stanowią kombinację różnych składów.

Tabela 3.6

Skład mieszanin znacznikowych

Skład znacznika

Substancja

Trasa biała

Azotan baru

Magnez

Szelak

Trasa czerwona

Azotan strontu

Magnez (aluminium)

Cementator

Inicjowanie materiałów wybuchowych mają największą wrażliwość na wpływy zewnętrzne. Rozwój w nich procesu detonacji, czyli ustalenie prędkości detonacji, następuje w bardzo krótkim czasie, niemal natychmiast, dlatego też są one zdolne do detonacji w bardzo małych ilościach (rzędu dziesiątych części grama) od tak prostych impulsów początkowych jak iskra, promień płomienia, przebicie, wywołując wybuchową przemianę w inne, mniej wrażliwe substancje.

Bardzo wysoka czułość i słabe właściwości wybuchowe materiałów wybuchowych inicjujących nie pozwalają na ich zastosowanie jako głównego materiału wybuchowego w celu uzyskania z nich pracy mechanicznej.

Piorun rtęci otrzymywany jest z rtęci metalicznej poprzez działanie kwasem azotowym i alkoholem etylowym w obecności określonych dodatków (kwas solny i opiłki miedzi). W efekcie po

Podczas mycia powstaje biały krystaliczny proszek, bardzo wrażliwy na wszelkiego rodzaju wpływy zewnętrzne i dlatego wymagający bardzo ostrożnego obchodzenia się.

Po zwilżeniu piorunian rtęci traci swoje właściwości wybuchowe; przy wilgotności 10% tylko się pali i nie eksploduje, a przy wilgotności 30% nawet nie świeci.

W kwasach i zasadach piorunian rtęci rozkłada się, a stężony kwas siarkowy powoduje jego eksplozję.

Praktycznie nie wchodzi w interakcję z metalami, jedynie z aluminium reaguje energicznie, wydzielając ciepło i tworząc niewybuchowe związki. Piorunian rtęci może reagować tylko z miedzią, z której wykonane są tulejki nasadek zapalników i nasadek zapalników, tylko w obecności wilgoci, ale reakcje chemiczne przebiegają niezwykle wolno, tworząc piorunian miedzi, substancję bardziej wrażliwą na tarcie, uderzenia i ciepło.

Zmiany temperatury w granicach jej normalnych wahań nie wpływają na stabilność piorunianu rtęci, jednak długotrwałe ogrzewanie w temperaturach powyżej +50°C prowadzi do jego rozkładu i utraty właściwości wybuchowych. W temperaturach poniżej -100°C piorunian rtęci traci również swoje właściwości wybuchowe.

Piorunian rtęci jest obecnie stosowany wyłącznie do wyposażenia spłonek detonatorów i zapalników elektrycznych oraz w kompozycjach zapłonowych stosowanych do wyposażenia spłonek zapalników.

Azydek ołowiu otrzymywany jest z metalicznego sodu i ołowiu w wyniku ich oddziaływania z amoniakiem i kwasem azotowym. Azydek ołowiu to jedyny używany materiał wybuchowy niezawierający tlenu. Jest to biały, drobno krystaliczny proszek, niehigroskopijny. Pod wpływem wilgoci nie zmniejsza swojej wrażliwości i zdolności do detonacji. Jednakże w obecności wilgoci i w podwyższonych temperaturach azydek ołowiu reaguje z metalami, tworząc azydki metali (takie jak azydek miedzi), które są wielokrotnie bardziej wrażliwe niż azydek ołowiu.

Kwasy, zasady, dwutlenek węgla (szczególnie w obecności wilgoci) i światło słoneczne powoli rozkładają azydek ołowiu. Wahania temperatury nie wpływają na jego trwałość, jednak podgrzane do 200°C zaczynają się rozkładać.

Azydek ołowiu w porównaniu z piorunianem rtęci jest mniej wrażliwy na iskry, promień płomienia i uderzenia; ale zdolność inicjowania azydku ołowiu jest wyższa niż piorunianu rtęci. Na przykład, aby zainicjować jeden gram tetrylu, potrzeba 0,29 g piorunianu rtęci i tylko 0,025 g azydku ołowiu.

Azydek ołowiu stosowany jest na wyposażenie spłonek i zapalników elektrycznych.

Teneres [C6H(NO2)3O2PbH2O], w skrócie TNPC, jest solą ołowiową kwasu styfninowego i nazywa się ją styfnianem ołowiu lub trinitrorezorcynianem ołowiu. Jest drobno krystalicznym proszkiem o złotożółtej barwie, lekko higroskopijny i nie wchodzi w interakcję z metalami. Rozkładają go kwasy. Pod wpływem światła słonecznego teneres ciemnieje i rozkłada się. Wahania temperatury mają taki sam wpływ na teneres, jak na azydek ołowiu.

47. W zależności od zastosowania dzieli się materiały wybuchowe

W zależności od zastosowania materiały wybuchowe dzielą się na trzy duże grupy: inicjujące, kruszące, pędne (proch).

Inicjowanie Materiały wybuchowe różnią się tym, że typową formą ich wybuchowej transformacji jest całkowita detonacja. Materiały wybuchowe inicjujące są najbardziej wrażliwe na wpływy zewnętrzne i łatwo eksplodują w wyniku drobnego uderzenia, przebicia, promienia płomienia itp. Stosowane są przede wszystkim do produkcji wszelkiego rodzaju zapalników oraz wyposażenia spłonek służących do inicjowania przemian wybuchowych innych materiałów wybuchowych. Do wyposażenia kapsułek zapalających naboje najczęściej stosuje się kompozycję udarową (mieszanina piorunianu rtęci, soli bertholletowej i antymonu).

Inicjujące materiały wybuchowe obejmują:

Piorunian rtęci;

Azydek ołowiu;

TNRS (trinitrorezorcynian ołowiu, styfnian ołowiu).

Kruszenie (wysadzanie) Materiały wybuchowe to takie, które pomimo tego, że są stosunkowo bezpieczne w obsłudze, detonują bezawaryjnie. Detonuje się je za pomocą spłonek materiałów wybuchowych inicjujących. Prędkość wybuchowej transformacji materiałów wybuchowych sięga kilkuset metrów na sekundę. Wykorzystywane są jako ładunki wybuchowe do pocisków, bomb lotniczych, min i granatów.

Materiały wybuchowe kruszące dzielą się na 3 grupy:

A) Materiały wybuchowe dużej mocy ( PETN (tetranitropentaerytrytol, pentryt); RDX (trimetylenotrinitroamina); tetryl (trinitrofenylometylonitroamina);

B) Materiały wybuchowe o normalnej mocy(TNT (trinitrotoluen, tol, TNT); kwas pikrynowy (trinitrofenol); plastyczne materiały wybuchowe (plastydy);

V) Materiały wybuchowe małej mocy(azotan amonu; materiały wybuchowe azotan amonu (amonity, dynamity).

Do materiałów wybuchowych zalicza się także nitroglicerynę i inne.

Nitrogliceryna jest oleistą, bezbarwną cieczą. Jego właściwości są dość niestabilne i mogą eksplodować po uderzeniu, dlatego nie jest często używany.

Dynamit to materiał chłonny nasączony nitrogliceryną. Następnie jest owijany w polerowany papier. Z biegiem czasu na jego powierzchni pojawiają się krople ciekłej nitrogliceryny, która staje się mniej stabilna. Kiedy zaczyna się z niego uwalniać nitrogliceryna, batony zamieniają się w tłusty bałagan, którego obsługa staje się bardzo niebezpieczna. Większość innych materiałów wybuchowych również „pot” i mokre plamy na torbie są pewnym sygnałem, że może ona zawierać urządzenie wybuchowe.

Rzucanie BB lub proch strzelniczy , nazywane są tymi, których przemiany wybuchowe mają charakter szybkiego spalania, najczęściej zachodzącego z prędkością kilku metrów na sekundę. Proch jest stosowany we wszystkich rodzajach broni palnej jako źródło energii niezbędnej do nadawania ruchu pociskowi (pociskowi). Dlatego ze wszystkich rodzajów materiałów wybuchowych proch cieszy się największym zainteresowaniem strzeleckim, co wymaga, przynajmniej w ogólnym ujęciu, zapoznania się z ich właściwościami i cechami.

Prochy dzielą się na: dymny(mieszanki mechaniczne) i bezdymny(koloidalny).

Proch dymny lub czarny w porównaniu z innymi znanymi obecnie rodzajami materiałów wybuchowych miotających jest niekorzystny balistycznie i nieproduktywny pod względem działania; po eksplozji jego gazy proszkowe zwiększają swoją objętość zaledwie 280-300 razy w porównaniu z początkową objętością ładunku.

Może być również używany jako ładunki Bloki TNT (75 g, 200 g i 400 g), skrzynki z blokami trotylu o masie 25 kg, plastikowe brykiety wybuchowe lub inne standardowe ładunki wojskowe (skoncentrowane, wydłużone, kumulacyjne). W zależności od przeznaczenia urządzenia wybuchowego jako ładunek można zastosować pojemniki z proszkiem dymnym i bezdymnym.

Praca pisemna

Nowe inicjujące materiały wybuchowe niezawierające ołowiu i rtęci

Wstęp

inicjujący wybuchowy azydkowo-oksydiazowy związek

Materiały wybuchowe inicjujące to materiały wybuchowe, które są bardzo wrażliwe i eksplodują pod wpływem niewielkiego zewnętrznego wpływu mechanicznego (uderzenie, tarcie) lub termicznego (wiązka laserowa, płomień, ciepło, prąd elektryczny). Substancje te zawsze detonują i powodują detonację innych materiałów wybuchowych. Materiały wybuchowe inicjujące stosuje się w małych ilościach do wypełnienia spłonek, które tworzą początkowy impuls wybuchu. W przypadku materiałów wybuchowych inicjujących przejście od spalania do detonacji następuje szybko, w odległości nie przekraczającej kilku milimetrów od miejsca zapłonu. Im krótsze przejście od spalania do detonacji i im większa prędkość detonacji, tym większa skuteczność inicjowania materiałów wybuchowych. Jeśli umieścisz niewielką ilość materiału wybuchowego inicjującego na ładunku kruszącym i podpalisz go, jego eksplozja wywoła tak silne uderzenie, że materiał wybuchowy również eksploduje.

Istnieją dwa główne obszary zastosowania IVV:

) Aby wzbudzić detonację w ładunkach wybuchowych.

) Do uwrażliwiania mieszanin zapalników przeznaczonych do zapalania ładunków prochowych lub inicjowania detonacji w ładunkach głównego materiału wybuchowego.

Najszerzej stosowanymi inicjującymi materiałami wybuchowymi są piorunian rtęci, azydek ołowiu i styfnian ołowiu, ale niniejsze streszczenie dotyczy wyłącznie materiałów wybuchowych niezawierających ołowiu i rtęci.

1.
Sole diazoniowe

Sole diazoniowe z anionami utleniającymi mają właściwości wybuchowe, a prawie wszystkie nadchlorany arylodiazoniowe są materiałami wybuchowymi. Posiada wysoką zdolność inicjowania w połączeniu z zadowalającymi właściwościami użytkowymi. 2,4 - nadchloran dinitrodiazobenzenu (2,4 - nadchloran dinitrofenylodiazoniowy). Produktem wyjściowym do jego przygotowania jest 2,4-dinitroanilina.

4 - Nadchloran dinitrodiazobenzenu jest skutecznym IVS o następujących właściwościach: t sp, 5 s = 215 o C;  = 1,65 g/cm 3, minimalny ładunek tetrylu wynosi 0,007 g (dla porównania: piorunian rtęci – 0,35 g, azydek ołowiu – 0,025 g).

4 - Nadchloran dinitrodiazobenzenu rozkłada się pod wpływem światła, ale produkty fotorozkładu tworzą warstwę chroniącą przed światłem, więc rozkłada się tylko warstwa powierzchniowa, a zdolność inicjowania ładunku nie zmienia się. Produkt jest stabilny termicznie: właściwości wybuchowe substancji zostały zachowane po przetrzymywaniu ładunków przez dwa lata w temperaturze 80 o C. W latach 40. ubiegłego wieku nadchloran dinitrodiazobenzenu został pomyślnie przetestowany jako materiał wybuchowy do przemysłowego sprężania. W kolejnych dziesięcioleciach podejmowano wielokrotne próby znalezienia praktycznych zastosowań tego nadchloranu fenylodiazoniowego, w tym jako niskotoksycznego IVS do komercyjnych CD i ED. Jednak powszechne stosowanie nadchloranu 2,4-dinitrodiazobenzenu utrudniają dwie istotne wady: higroskopijność, produkt techniczny jest nadmiernie sprasowany.

2. Związki oksydiazowe

Wiele oksydiazofenoli wykazuje właściwości wybuchowe. Największą praktyczną wartością jako IVS z serii diazofenoli jest 2-diazo - 4,6 - dinitrofenol, C 6 H 2 N 4 O 5 , (diazodinitrofenol, DDNP, DDNP ) . Masa cząsteczkowa 210,1, bilans tlenowy -60,9%.

Diazodinitrofenol nie jest higroskopijny, słabo rozpuszczalny w wodzie, rozpuszczalny w metanolu i etanolu, łatwo rozpuszczalny w acetonie, nitroglicerynie, nitrobenzenie, anilinie, pirydynie i kwasie octowym. W świetle słońca robi się ciemno. Gęstość DDNP  mnc. = 1,719 g/cm3, ciepło tworzenia 321 kJ/mol.

W literaturze dla DDNP zaproponowano zarówno otwarte, jak i cykliczne struktury fragmentu diazofenolu.


Według obliczeń kwantowochemicznych najbardziej prawdopodobną otwartą strukturą tego związku w fazie gazowej jest:


Kruchość DDNP wynosi ~95% kruchości TNT, wysoka wybuchowość w bloku ołowianym wynosi 326 cm 3 /10 g. Temperatura zapłonu diazodinitrofenolu tfsp, 5 s = 175-180 o C; minimalny ładunek tetrylu wynosi 0,13 g, czyli mniej niż piorunian rtęci. DDNP jest mniej wrażliwy na wstrząsy niż azydek ołowiu. Prędkość detonacji DDNF wynosi 4400 m/s przy gęstości ładunku 0,9 g/cm 3 , 6600 m/s przy gęstości ładunku 1,5 g/cm 3 , 6900 m/s przy gęstości ładunku 1,6 g/cm 3 . Wybuchowy rozkład DDNP opisuje następujące równanie:

C 6 H 2 N 4 O 5 do 42 CO + 2,52 CO 2 + 2,94 H 2 O +

3,15 H2 + 7,67 C +7,87 HCN + 16,1 N2

Diazodinitrofenol otrzymuje się przez diazowanie kwasu pikramowego azotynem sodu w 10% kwasie siarkowym według schematu:


Docelowy produkt wytrąca się z masy reakcyjnej w postaci czerwono-brązowego osadu. Wadą metody syntezy DDNP jest obecność dużej ilości toksycznych ścieków. Baza surowcowa DDNP jest dość szeroka, gdyż substancja wyjściowa, kwas pikramowy, syntetyzowana przez częściową redukcję kwasu pikrynowego siarczkiem sodu, jest produktem handlowym (stosuje się go w syntezie wielu barwników).

DDNP jako IVS ma następujące wady: jest nadmiernie sprasowany, nie ma wystarczająco wysokiej odporności na ciepło, związek szybko ciemnieje pod wpływem światła słonecznego, a także stymuluje odpowiedź immunologiczną, co przyczynia się do rozwoju zespołu alergicznego.

Diazodinitrofenol znalazł zastosowanie jako materiał wybuchowy w inicjatorach przemysłowych w USA i Chinach, a także jako składnik niskotoksycznych kompozycji udarowych zapalników do broni strzeleckiej, w tym sportowej i myśliwskiej w Europie i Ameryce Północnej

. Azydzi

Azydek srebra , AgN 3 - mol. waga 149,9. Inicjujący materiał wybuchowy. Ciemnieje pod wpływem światła. Nierozpuszczalny w wodzie i rozpuszczalnikach organicznych. Niehigroskopijny. Rozpuszczalny w wodnym roztworze amoniaku i fluorowodorze. Krystalizuje z wodnego roztworu amoniaku. Zniszczony przez kwas azotowy. Gęstość kryształów azydku srebra wynosi 5,1 g/cm3. Energia sieci krystalicznej wynosi 857,69 kJ/mol. Entalpia tworzenia (DH f o) wynosi + 279,5 kJ/mol, według innych danych +311 kJ/mol. Prędkość detonacji przy maksymalnej gęstości wynosi 4,4 km/s. Objętość gazów podczas detonacji wynosi 244 l/kg. Wybuchowość wynosi 115 cm 3 /10 g. Azydek srebra jest wrażliwy na uderzenia i tarcie. Produkt nie jest przetłoczony. Pod względem zdolności inicjowania azydek srebra jest zauważalnie lepszy od azydku ołowiu. Prędkość detonacji azydku srebra wynosi 3830 m/s przy gęstości 2,0 g/cm 3 . Zmianę szybkości detonacji azydku srebra wraz ze wzrostem gęstości ładunku opisuje równanie:

D r = D 0 + 770 (r - r 0) m/s, gdzie r 0 = 2 g/cm 2.

Ciśnienie detonacji azydku srebra zależy od gęstości ładunku:

P = (40r - 61) . 10 2 MPa

Temperatura mięknienia azydku srebra wynosi 250 0 C. Azydek srebra całkowicie topi się w temperaturze 300 0 C (z rozkładem). Szybkie nagrzanie do 300 0 C powoduje eksplozję azydku srebra. Wadą azydku srebra jest jego słaba kompatybilność z siarczkiem antymonu (Sb 2 S 3) i tetrazenem, które są zawarte w większości preparatów do wstrzykiwań. Azydek srebra wytwarza się przez zmieszanie roztworów azydku sodu i rozpuszczalnych w wodzie soli srebra. W wielu krajach (Wielka Brytania, Szwecja) w wyniku reakcji powstaje azydek srebra w małych ilościach

AgNO 3 + NaN 3 AgN 3 + NaNO 3

W Zakładzie ChTOSA LTI imienia Lensoveta (SPbSTI (TU)) opracowano alternatywną technologię wytwarzania azydku srebra luzem w reakcji:

3 + N 2 H 4 + NaNO 2  AgN 3 + NaNO 3 + 2H 2 O

Azydek srebra stosowany jest w ograniczonym zakresie jako materiał wybuchowy w małych urządzeniach inicjujących, gdzie azydek ołowiu jest nieskuteczny, oraz w spłonkach żaroodpornych. Wraz ze wzrostem wymiarów ładunku inicjującego spłonki obraz się zmienia: azydek srebra staje się mniej skuteczny w porównaniu z azydkiem ołowiu IVV, ponieważ jego prędkość detonacji jest znacznie niższa. Praktyczne zastosowanie azydku srebra utrudnia jego duża wrażliwość na tarcie, trudność uzyskania go w postaci masowej i wysoki koszt.

Azydek kadmu , Cd(N3) 2 mole. masa 196,46 - biała krystaliczna substancja inicjująca materiały wybuchowe. Rozpuszcza się i hydrolizuje z wodą. Higroskopijny. Gęstość monokryształów wynosi 3,24 g/cm 3 . Ciepło wybuchu według różnych szacunków mieści się w przedziale 2336-2616 kJ/kg, T pl. = 291 0 C (z rozkładem), T aux. (5 s) = 360 0 C. Prędkość detonacji azydku kadmu wynosi 3760 m/s przy gęstości 2,0 g/cm 3 . Zmianę prędkości detonacji azydku ołowiu wraz ze wzrostem gęstości ładunku opisuje równanie:

D r = D 0 + 360 (r - r 0) m/s, gdzie r 0 = 2 g/cm 2.

Ciśnienie detonacji azydku ołowiu zależy od gęstości ładunku:

P = (59r - 106).10 2 MPa

Azydek kadmu jest wrażliwy na uderzenia i tarcie. Zdolność inicjowania azydku kadmu jest większa niż azydku ołowiu. Azydek kadmu otrzymuje się w reakcji wodorotlenku lub węglanu kadmu z nadmiarem HN3.

Cd(OH) 2 + 2 HN 3 à Cd(N 3) 2 + 2 H 2 O 3 + 2 HN 3 à Cd(N 3) 2 + CO 2 + H 2 O

Azydek talu , TlN 3, mol. waga 246,41 - żółty krystaliczny proszek. Inicjujący materiał wybuchowy. Słabo rozpuszczalny w wodzie i rozpuszczalnikach organicznych. Energia sieci krystalicznej wynosi 685,1 kJ/mol, entalpia tworzenia (DH f o) = 234 kJ/mol, Tm = 334 0 C, Tvsp. (1 s) = 500 0 C. Azydek talu jest mniej wrażliwy na uderzenia i tarcie niż azydek ołowiu. Zdolność inicjowania azydku talu jest zauważalnie mniejsza niż azydku ołowiu. Toksyczny. Słabo kompatybilny ze związkami nitrowymi. Wygodną laboratoryjną metodą wytwarzania azydku talu jest reakcja wodnych roztworów nadchloranu talu i azydku sodu.

TlClO 4 + NaN 3 do TlN 3 + NaClO 4

Azydek talu jest trujący. Azydek talu nie jest stosowany w przemyśle jako IVS. Znajduje ograniczone zastosowanie w badaniach naukowych.

. Nadtlenki organiczne

Nadtlenek acetonu (dinadtlenek acetonu, 1,1,4,4 - tetrametylo - 2,3,5,6 - tetraoksacykloheksan) , (C 3 H 6 O 2) 2 - mol. masa 148, biały krystaliczny materiał wybuchowy inicjujący. Dwunadtlenek acetonu jest dobrze rozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych: benzenie, acetonie, chloroformie, eterze dietylowym, eterze naftowym. Gęstość = 1,33 g/cm3, Tpl. = 132 - 133 0 C, T dod. (5 s) około 180 0 C. Substancja bardzo lotna. Prężność pary dwunadtlenku acetonu wynosi 17,7 Pa w temperaturze 25 0 C. Dwunadtlenek acetonu jest mniej wrażliwy na wstrząsy niż azydek ołowiu.


Jego zdolność inicjowania jest większa niż piorunianu rtęci, ale mniejsza niż azydku ołowiu. Według innych danych, ładunek 0,5 g dwunadtlenku acetonu wciśnięty do tulei z CD nr 8 pod ciśnieniem 30 MPa nie zainicjował ładunku heksogenu.

Dwunadtlenek acetonu otrzymuje się w reakcji acetonu z kwasem karo (roztworem nadtlenku wodoru w stężonym kwasie siarkowym) w bezwodniku octowym.

Nadtlenek tricykloacetonu (nadtlenek cyklotriacetonu, 1,1,4,4,7,7-heksametylo-2,3,5,6,8,9-heksaoksacyklononan) , C9H18O6, mol. masa 222,1 - materiał wybuchowy inicjujący.

(CH 3) 2 C - O - O - C (CH 3) 2

Nadtlenek cyklotriacetonu tworzy bezbarwne kryształy w postaci pryzmatów. Gęstość monokryształów wynosi 1,272 g/cm3 (promieniowanie rentgenowskie), rozpuszcza się w benzenie, acetonie, chloroformie, eterze, eterze naftowym, pirydynie, lodowatym kwasie octowym i azotowym. Po podgrzaniu rozpuszcza się w alkoholu etylowym, ale nie rozpuszcza się w wodzie i wodnych roztworach amoniaku. Tworzy co najmniej sześć form polimorficznych. Hydrolizuje rozcieńczonymi kwasami. T pl. wynosi 97°C. Energia tworzenia nadtlenku cyklotriacetonu wynosi 90,8 kJ/mol. Bilans tlenu -151,3%. Ciepło wybuchu wynosi 5668 kJ/kg. Wysoka wybuchowość 250 cm 3 /10 g. Prędkość detonacji przy gęstości 0,92 g/cm 3 3750 m/s, przy gęstości 1,18 g/cm 3 - 5300 m/s, wysoka wybuchowość w bloku ołowianym 250 cm 3 / 10 g. Nadtlenek cyklotriacetonu nie powoduje korozji miedzi, aluminium, cynku, cyny, żelaza; Ołów koroduje. Wrażliwość na wstrząsy nadtlenku cyklotriacetonu jest wyższa niż azydku ołowiu, pod względem zdolności inicjowania nadtlenek cyklotriacetonu jest gorszy od azydku ołowiu: jego minimalny ładunek dla heksogenu wynosi 0,1 g (ciśnienie prasy 30 MPa) i 0,16 g dla trotylu.

Produkt otrzymuje się z acetonu zakwaszonego kwasem siarkowym, który traktuje się perhydrolem (rozcieńczonym roztworem nadtlenku wodoru).

Nadtlenek cyklotriacetonu jest kinetycznym produktem utleniania acetonu, a dwunadtlenek acetonu jest produktem termodynamicznym, to znaczy podczas przechowywania trimer może przekształcić się w dimer. Nadtlenki acetonu nie mają praktycznego zastosowania jako materiały wybuchowe ze względu na ich dużą lotność i skłonność do sublimacji.

5. Acetylenki

W środowisku obojętnym lub lekko kwaśnym tworzy się sól mieszana Ag 2 C 2 . AgNO 3 - materiał wybuchowy inicjujący, masa cząsteczkowa 409,7, gęstość 5,369 g/cm 3 (promieniowanie rentgenowskie), temperatura rozkładu około 220 0 C, wysoka wybuchowość w bloku ołowianym 136 cm 3 /10 g, ciepło wybuchu 1888 kJ/kg. Prędkość detonacji wynosi 2250 m/s przy gęstości 2,51 g/cm 3 i 4540 m/s przy gęstości 3,19 g/cm 3 . Zdolność inicjowania jest większa niż piorunianu rtęci i zależy od metody otrzymywania soli podwójnej. Opłata minimalna Ag 2 C 2 . AgNO 3 równa 0,005 g dla PETN, 0,07 g dla tetrylu i 0,25 g dla TNT. Sól nie jest nadmiernie dociśnięta. W praktyce nie jest używany jako TRS.

. Sole dinitrobenzfuroksanu

(CDNBF) jest niskotoksyczną substancją „pseudoinicjującą”.

6 - Dinitro-7-hydroksy-7-hydrobenzfuroksanid potasu

Temperatura topnienia pochodnej potasu wynosi 174 0 C, temperatura zapłonu z 5-sekundowym opóźnieniem CDNBF wynosi 207 - 210 0 C, temperatura początku intensywnego rozkładu wynosi około 190 0 C. Gęstość monokryształu wynosi 2,21 g/cm 3 . Wrażliwość na tarcie KDNBF jest taka sama jak TNRS. Pod względem wrażliwości na wstrząsy addukt (kompleks s Meisenheimera) jest lepszy od azydku ołowiu, ale gorszy od piorunianu rtęci.

CDNBF można otrzymać z o-nitroaniliny według następującego schematu:


KDNBP stosuje się w niskotoksycznych kompozycjach pirotechnicznych zapłonowych zamiast TNPC wraz z nietoksycznym utleniaczem KNO 3 i dodatkami zwiększającymi podatność kompozycji na uderzenia i tarcie. Pilotażowa produkcja produktu KDNBF rozpoczęła się w Stanach Zjednoczonych wkrótce po II wojnie światowej. Istotną wadą związku KDNBP jest jego niewystarczająco wysoka odporność cieplna.

Na początku XXI wieku uzyskano go i zbadano jako możliwy niskotoksyczny substytut TNRS sól potasowa 4,6-dinitro-7-hydroksybenzofuroksan (KDNGBF),

Sól potasowa 4,6-dinitro-7-hydroksybenzofuroksanu

W odróżnieniu od połączenia KDNBF , który jest kompleksem Meisenheimera, substancja KDNHBP jest prostą solą.

Sól potasowa występuje w postaci jednowodnej i bezwodnej. Gęstość CDNGGBF mieści się w przedziale 1,94 - 2,13 g/cm 3 . Temperatura, w której rozpoczyna się intensywny rozkład soli KDNGBF wynosi około 270 0 C, substancja zachowuje swoje właściwości użytkowe po ogrzewaniu w temperaturze 120 0 C przez 90 dni. Substancja KDNGBF jest szybko palnym związkiem o dobrej odporności na ciepło i jest całkiem bezpieczna w obsłudze.

CDNGFF otrzymuje się z dostępnego meta-bromoanizolu według następującego schematu:


W końcowym etapie reakcji jon azydkowy zastępuje brom, a grupę metoksylową zastępuje się grupą hydroksylową.

Od początku 2009 roku w USA sól KDNGBF została dopuszczona do stosowania w niskotoksycznych kompozycjach pirotechnicznych na inicjatory.

7. Koordynacja kompleksów metali ze sferą zewnętrzną

Zwiększone wymagania dotyczące bezpieczeństwa technologicznego, operacyjnego i środowiskowego inicjujących materiałów wybuchowych skłoniły badaczy do poszukiwania związków energochłonnych z serii sole kompleksowe d-metali .

W USA zaproponowano zastosowanie jako materiału wybuchowego w celu bezpiecznego środka inicjacyjnego. pentaamina (5-cyjano-2H-tetrazolato-N 2) nadchloran kobaltu(III) (CP)

Nadchloran pentaaminy (5-cyjano-2H-tetrazolato-N 2) kobaltu(III), CP

Gęstość monokryształów kompleksu SR wynosi 1,97 g/cm 3, temperatura, w której rozpoczyna się intensywny rozkład (przy szybkości ogrzewania 20 o C/min) wynosi 288 0 C. Próbka SR po trzyletniej ekspozycji w temperaturze 80 0 C, zachował wszystkie swoje właściwości użytkowe. Przekrój przejścia od spalania do detonacji (przy średnicy ładunku 5 mm) wynosi około 4,5 mm, czas przejścia od spalania do detonacji wynosi około 75 μs, prędkość detonacji wynosi 7,18 km/s przy gęstości 1,75 g/s. cm 3 . Zależność prędkości detonacji SR od gęstości ładunku opisuje równanie:

D = 0,868 + 3,608r,

gdzie D to prędkość detonacji (km/s),

r jest początkową gęstością ładunku SR (g/cm3).

Wszystkie pomiary wykonano dla wsadu o średnicy 6,35 mm.

Wrażliwość na wstrząsy kompleksu SR jest mniejsza niż w przypadku elementu grzejnego. Kompleks metalu jest słabo kompatybilny ze standardowym HMX. CP jest lekko higroskopijny.

Proces technologiczny wytwarzania CP opracowany przez firmę Unidinamic (USA) składa się z kilku etapów.

Najpierw azotan kobaltu (III) karboksypentaaminy (CPCN) otrzymuje się w reakcji:

2 Co(NO 3) 2 + NH 3 (H 2 O) + 2 (NH 4) 2 CO 3 + 1/2O 2 à

à 2NO 3 + 2 NH 4 NO 3 + H 2 O

Proces syntezy kompleksu CPCN polega na przepuszczaniu powietrza przez mieszaną pastę węglanu amonu i azotanu kobaltu w roztworze amoniaku przez 96 godzin w celu utlenienia Co2+ do Co3+. Po zakończeniu napowietrzania jasnoczerwoną masę reakcyjną podgrzewa się do 70 -75 0 C w celu rozpuszczenia soli CPCN, odsącza się od zanieczyszczeń i schładza do 0 0 C. Wytrącony produkt przemywa się alkoholem i suszy.

Powstała substancja nie ma właściwości wybuchowych.

Aby otrzymać nadchloran kobaltu (III) akwapentaaminy (APCP), kompleks CPCN traktuje się dużym nadmiarem kwasu nadchlorowego.

NO 3 + 3 HClO 4 à (ClO 4) 3 + CO 2 + HNO 3

Proces odbywa się w dwóch etapach.

Surowy kompleks CP oczyszcza się z roztworu nadchloranu amonu zakwaszonego kwasem nadchlorowym. Oczyszczanie usuwa większość „kompleksu amidowego” i praktycznie całą nieprzereagowaną cyjanotetrazol, a także pozostały kwas azotowy. Pożądany skład frakcyjny CP otrzymuje się przez dodanie gorącego wodnego roztworu oczyszczonego CP do schłodzonego 2-propanolu. Po filtracji produkt przesiewa się i suszy w temperaturze 60 - 65 0 C przez kilka godzin. Podczas jednego osadzania otrzymuje się około 1 kg handlowego CP, nadającego się do wyposażenia środków inicjujących.

Reakcja ta jest kluczowa w całym procesie syntezy CP.

Substancję SR zaproponowano do stosowania w detonatorach elektrycznych. Kompleks jest jednak toksyczny, co uniemożliwia jego powszechne zastosowanie.

Nadchloran pentaamina kobaltu(III) (5-nitrotetrazolato-N2) (NCP, NKT) znalazło ograniczone zastosowanie w Rosji jako materiał wybuchowy do bezpiecznego sposobu inicjacji. Materiał rurek, w porównaniu z tradycyjnymi IVV, ma zmniejszoną wrażliwość na wyładowania elektryczności statycznej. Gęstość monokryształów kompleksu NKT wynosi 2,03 g/cm 3, temperatura początku intensywnego rozkładu 265 0 C (TG/DTA). Termostatowanie w szczelnych warunkach w temperaturze 200°C przez 6 godzin nie powoduje zmiany jego właściwości. Obszar przejścia od spalania do detonacji na rurze o średnicy 6,25 mm przy r = 1,60-1,63 g/cm 3 wynosi około 4,5 mm. Prędkość detonacji substancji rurowej wynosi 6,65 km/s przy gęstości 1,61 g/cm3. Minimalny ładunek heksogenu w tulei z CD nr 8 wynosi 0,15-0,20 g. Wrażliwość zespołu rurek na wstrząsy jest mniejsza niż czułość elementu grzejnego. Produkt niehigroskopijny. Związek NKT jest mniej toksyczny niż kompleks CP.

Nadchloran pentaaminy (5-nitrotetrazolato-N2) kobaltu(III), rurka

Proces technologiczny wytwarzania rurek jest podobny do procesu technologicznego wytwarzania CP. Docelowy kompleks syntetyzuje się z soli kompleksowej APCP i soli sodowej 5-nitrotetrazolu w wodnym roztworze kwasu nadchlorowego w temperaturze 95 - 100 0 C przez trzy godziny. Proces oczyszczania kompleksu rurek z zanieczyszczeń nie różni się zasadniczo od metody przygotowania komercyjnego CP.

Uważany jest za jeden z najbardziej obiecujących materiałów wybuchowych do bezpiecznych środków inicjujących, w tym laserowych. Nadchloran tetraamino-cis-bis(5-nitro-2H-tetrazolato-N 2)kobaltu(III) (BNCP):

Nadchloran tetraamino-cis-bis(5-nitro-2H-tetrazolato-N 2) kobaltu(III) (BNCP)

Gęstość monokryształu BNCP wynosi 2,05 g/cm 3 , prędkość detonacji przy gęstości 1,79 g/cm3 3 wynosi 7117 m/s, temperatura początku intensywnego rozkładu (przy szybkości ogrzewania 20 o C/min.) wynosi 269 o C (DSC). Minimalny ładunek heksogenu w łusce z CD nr 8 wynosi 0,05 g, czas przejścia od spalania do detonacji wynosi około 10 μs. Wrażliwość kompleksu BNCP na wstrząsy jest większa niż substancji CP, ale mniejsza niż PETN. Substancję BNCP otrzymuje się w reakcji:


Reakcja zachodzi w temperaturze około 90°C i czasie przetrzymywania około 3 godzin. W syntezie BNCP wyjściowy tetraaminian kobaltu stosowano w postaci nadchloranu ClO 4 lub azotanu NO 3, których synteza i właściwości są szczegółowo opisane w literaturze. Sól sodową 5-nitrotetrazolu otrzymano albo w reakcji Sandmeyera w obecności soli miedzi (patrz sekcja 6.2), albo w wyniku następującego procesu niekatalitycznego:


Reakcję prowadzi się w dwóch etapach. W pierwszym etapie 5-aminotetrazol diazuje się nadmiarem azotynu sodu w kwasie siarkowym. W drugim etapie masę reakcyjną zobojętnia się węglanem sodu, oddestylowuje się wodę i ekstrahuje docelowy produkt acetonem z mieszaniny soli. Nitroterazolan sodu wyodrębnia się w postaci krystalicznego hydratu, który jest mniej niebezpieczny w obsłudze niż bezwodna sól.

Wydajność kompleksu BNCP wyniosła 50-60% w przeliczeniu na kompleksowy węglan kobaltu. Kompleks BNCP znalazł zastosowanie w piroautomatycznych systemach systemów rakietowych w USA jako część detonatorów półprzewodnikowych i optycznych.

Złożone nadchlorany ammatów kobaltu (III) z ligandami tetrazolowymi są odporne na ciepło, niehigroskopijne i bezpieczniejsze niż standardowe IVS. Substancje te nie zawierają silnie toksycznych metali ciężkich: rtęci, ołowiu, kadmu. Złożony kation aminowo-kobaltowy (III) jest mało toksyczny. Ale te kompleksy kobaltu zawierają biologicznie niebezpieczny anion nadchloranowy, który prawdopodobnie jest teratogenem (powoduje deformacje podczas rozwoju wewnątrzmacicznego dziecka) i działa na tarczycę. Dlatego też złożonych nadchloranów aminatów kobaltu(III) z ligandami azolowymi nie można klasyfikować jako „ekologicznych” substancji inicjujących.

Tymczasem poszukiwania niskotoksycznych, bogatych w energię substancji na środki inicjujące doprowadziły badaczy z Los Alamos National Laboratory (USA) na początku XXI wieku do produkcji kompleksowych soli miedzi i żelaza 5-nitrotetrazolu, prezentowanych jako idealne „zielone” inicjatory. Kompleksy mają następujący wzór brutto:

(Kat) 1-4 [M II (NT) 3-6 (H 2 O) 3-0 ],

gdzie Kat= NH4, Na, M = Fe, Cu

Autorzy badania twierdzą, że właściwości użytkowe tych kompleksów metali można łatwo kontrolować charakterem Cat i M, a także zawartością NT - w cząsteczce. Stwierdzono, że kompleksy

Na2 i Na2

są bezpieczniejsze IVS niż AS i TNRS. Niektóre cechy złożonych nitrotetrazolatów Fe II I Cu II podano w tabeli.

Właściwości nitrotetrazolanów kompleksowych metali Fe II i Cu II

Przy wysokich ciśnieniach kompleksy ulegają nadmiernemu sprasowaniu. Badania wykazały, że doświadczalne płyty CD i ED zawierające ładunki inicjujące kompleks Na 2 lub sól Na 2 nie różnią się swoimi właściwościami od standardowych obciążonych azydkiem ołowiu. Najwyraźniej obecnie nie istnieje przemysłowa produkcja tych kompleksów metali.

To, że hydrazyniany niklu z anionami utleniającymi charakteryzują się krótkim czasem przejścia od spalania do detonacji i mogą być wykorzystane do inicjowania substancji organicznych nasyconych energią, jest znane od około stu lat. Związki te mają jednak gorszą skuteczność od azydku ołowiu, dlatego do niedawna nie rozważano możliwości ich praktycznego zastosowania w CD i ED. Poszukiwanie przyjaznych dla środowiska, bogatych w energię związków, które nie szkodzą środowisku, zmusiło badaczy do powrotu do tej klasy soli kompleksowych metali. Jeden z obiecujących „zielonych” związków bogatych w energię, który może zastąpić azydek ołowiu w przemysłowych CD i ED, jest złożony azotan hydrazynniklu(II). Ni(N 2 H 4) 3 (NO 3) 2 . Gęstość złożonego monokryształu wynosi 2,129 g/cm3. Gęstość sprasowanego wsadu kompleksu Ni(N 2H 4) 3 (NO 3) 2 wynosi 1,55 g/cm 3 (przy ciśnieniu prasowania 20 - 40 MPa) i około 1,70 g/cm 3 (przy nacisku ciśnienie 60 - 80 MPa). Ładunki złożonego azotanu niklu są tłumione pod ciśnieniem powyżej 60 MPa. Temperatura zapłonu kompleksowego hydrazynianu niklu z 5-sekundowym opóźnieniem wynosi 167 0 C. Temperatura początku rozkładu i temperatura początku intensywnego rozkładu, określone metodą różnicowej analizy termicznej (DTA), wynoszą odpowiednio 210 0 C i 220 0 C . Energia aktywacji rozkładu termicznego złożonego azotanu niklu wynosi 78 kJ/mol (na podstawie wyników analizy TG/DTA) i 89 kJ/mol (na podstawie temperatury rzutu). Prędkość detonacji kompleksu metalu wynosi 7,0 km/s przy gęstości ładunku 1,7 g/cm3. Minimalny ładunek Ni(N 2 H 4) 3 (NO 3) 2 w tulei z CD nr 8 według elementu grzejnego wynosi 0,15 g. Kompleksowy azotan niklu otrzymywany jest z dostępnych surowców, w standardowym wyposażeniu, w środowisku wodnym środowisku o temperaturze 65 0 C według równania:

Ni(NO 3) 2 *6H 2 O + 3N 2 H 4 *H 2 O à Ni(N 2 H 4) 3 (NO 3) 2 + 9H 2 O

Azotan hydrazynniklu(II).

Azotan kompleksowy Ni(N 2 H 4) 3 (NO 3) 2 (substancja różowa) jest niehigroskopijny i praktycznie nierozpuszczalny w wodzie, jest kompatybilny z materiałami budowlanymi. Kompleks metalu jest odporny na działanie światła słonecznego i promieniowania rentgenowskiego oraz jest niewrażliwy na ładunki elektryczności statycznej. W Chinach opracowano przemysłową technologię wytwarzania złożonego hydrazynianu niklu. Złożony azotan niklu Ni(N 2 H 4) 3 (NO 3) 2 jest stosowany w Chinach w przyjaznych dla środowiska przemysłowych CD i ED.

Złożony azydek hydrazynniklu (II). (N 3) 2 to kolejny kandydat do zastąpienia azydku ołowiu w „zielonych” przemysłowych CD i ED. Gęstość złożonego monokryształu wynosi 2,12 g/cm3. Temperatura zapłonu kompleksowego azydku niklu po 5 sekundach opóźnienia wynosi około 193 0 C. Temperatura początkowa rozkładu wynosi 186 0 C (DTA). Produkt rozkłada się w dwóch etapach makrokinetycznych. Energia aktywacji pierwszego etapu rozkładu termicznego wynosi 142,6 kJ/mol, drugiego etapu 109,2 kJ/mol. Prędkość detonacji kompleksu metalu wynosi 5,42 km/s przy gęstości ładunku 1,497 g/cm3. Minimalny ładunek (N 3) 2 w tulei z CD nr 8 dla heksogenu wynosi 0,045 g. Wrażliwość na wstrząsy kompleksu azydku niklu jest mniejsza niż czułość elementu grzejnego. Azydek złożony wytwarza się z azotanu lub octanu niklu, hydratu hydrazyny i azydku sodu zgodnie z równaniem:

Ni(NO 3) 2 *6H 2 O + 2N 2 H 4 *H 2 O + 2NaN 3 à (N 3) 2 + 8H 2 O + 2NaNO 3

Azydek hydrazynniklu(II).

Ni(CH 3 COO) 2 *4H 2 O+2N 2 H 4 *H 2 O+2NaN 3 à (N 3) 2 +6H 2 O+2CH 3 COONa

Azydek hydrazynniklu(II).

Złożony azydek niklu jest zielonym produktem polikrystalicznym. Produkt techniczny nie jest higroskopijny i nierozpuszczalny w wodzie. W Chinach opracowano pilotażowo-przemysłową technologię produkcji złożonego azydku niklu, która pozwala w bezpieczny sposób uzyskać do 5 kg produktu w jednym osadzeniu. Badanie ED zawierających azydek hydrazynniklu (II) jako ładunek pierwotny , wykazały, że pod względem niezawodności nie ustępują standardowym ED i mogą być stosowane w przemyśle wydobywczym.

Wniosek

Istnieje wiele IVS, które nie zawierają ołowiu i rtęci, ale obecnie nie są one tak powszechnie stosowane (nie mogą być standardowe) ze względu na różne wady. Ale w niektórych przypadkach mają więcej zalet, a ich użycie jest najbardziej opłacalne i właściwe. Podsumowując, należy powiedzieć, że na całym świecie starają się znaleźć niskotoksyczne substancje bogate w energię.

Na przykład zaproponowano substancję CP do stosowania w detonatorach elektrycznych. Kompleks jest jednak toksyczny, co uniemożliwia jego powszechne zastosowanie. Powszechne stosowanie nadchloranu 2,4-dinitrodiazobenzenu utrudniają dwie istotne wady: higroskopijność, produkt techniczny jest nadmiernie sprasowany. DDNP jako IVS ma następujące wady: jest nadmiernie sprasowany, nie ma wystarczająco wysokiej odporności na ciepło, związek szybko ciemnieje pod wpływem światła słonecznego, a także stymuluje odpowiedź immunologiczną, co przyczynia się do rozwoju zespołu alergicznego.

Wykaz używanej literatury

1. M.A. Iljuszyn Substancje nasycone energią do inicjacji: podręcznik / mgr. Iljuszyn, I.V. Tselinsky, A.A. Kotomin, Yu.N. Daniłow – St. Petersburg: SPbGTI (TU) – 2013 –177 s.

M.A. Iljuszyn Kompleksy metali w kompozycjach wysokoenergetycznych (monografia) / wyd. I.V. Tselinsky/ MA Iljuszyn, A.M. Sudarikov, I.V. Tselinsky i inni - St. Petersburg: Leningradzki Uniwersytet Państwowy im. A.S. Puszkina, 2010. - 188 s.

3. Loskutova L.A. Wrażliwość materiałów energetycznych na impuls detonacyjny: wytyczne / L.A. Loskutova, MA Iljuszyn, A.V. Smirnow, I.V. Bachurina - St. Petersburg: SPbGTI (TU), 2011. - 23p.

Loskutova L.A. Temperatura zapłonu skondensowanych substancji energochłonnych: wytyczne / L.A. Loskutova, A.S. Kozlov, MA Iljuszyn, I.V. Bachurina - St. Petersburg: SPbGTI (TU), 2007. - 20 s.

Loskutova L.A. Wrażliwość stałych systemów wybuchowych na wpływy mechaniczne: wytyczne / L.A. Loskutova, A.S. Kozlov - St. Petersburg: SPbGI (TU), 2007 - 22 s.