Svi eksplozivi koji se koriste za izvođenje miniranja dijele se u tri skupine: inicirajući, visokoeksplozivni i pogonski. Eksplozivi: princip djelovanja i glavne vrste Koja je vrsta eksploziva olovo azid?

Pogonski eksplozivi uključuju barut i kruto raketno gorivo. Glavni oblik njihove eksplozivne transformacije je izgaranje. Barut je tvar sposobna za pravilno sagorijevanje u paralelnim slojevima bez pristupa kisiku izvana, dok se sagorijevanje odvija bez pretvaranja u detonaciju u uvjetima pucnja.

Baruti se dijele na dimne i bezdimne.

Crni barut koristi se za izradu izbojnih punjenja u fragmentacijskim (odbojnim) i signalnim minama, za izradu vatrenih užadi i upaljača za raketna punjenja, upaljača za ručne bombe, daljinskih upaljača, opreme za lovačko streljivo, izradu petardi i ostali pirotehnički proizvodi. Sastav baruta je mehanička mješavina kalijevog nitrata (75%), drvenog ugljena (15%) i sumpora (10%). Zrna baruta imaju crnu ili blago smeđu boju zrna sa sjajnom površinom. Ovisno o veličini zrna, barut se dijeli na sitnozrnati i krupnozrnasti. Crni barut je vrlo higroskopan, postaje vlažan kada je izložen vlazi i postaje neprikladan za upotrebu pri vlažnosti iznad 2%. Osušeni (nakon vlaženja) barut ima smanjene kvalitete. Prilikom skladištenja i uporabe crnog baruta, zbog njegove visoke zapaljivosti, moraju se poduzeti posebne mjere opreza.

Riža. 1. Oblici zrna bezdimnog baruta (ploče, traka, cijev, cilindar sa sedam kanala)

Bezdimni baruti se dijele na piroksilin, balistit i kordit. Koriste se za izradu punjenja za vatreno oružje: piroksilinski prah se uglavnom koristi u patronama za malokalibarsko oružje, balistički baruti, koji su snažniji, koriste se u raznim topničkim streljivom, kao i raketnim bacačima (kruto mlazno gorivo). U nekim slučajevima, barut se koristi (u obliku unutarnjih punjenja) za operacije miniranja. Do detonacije barutnih naboja dolazi ako ih inicira dovoljno snažan međudetonator.

Oblik zrna bezdimnog baruta koji se koristi u municiji može biti različit: sferičan, pločast, remenast, jednokanalni ili višekanalni cjevasti, kubični ili cilindrični sa ili bez unutarnjih kanala.

Stabilizatori se mogu dodati bezdimnom barutu radi zaštite od kemijskog raspadanja tijekom dugotrajnog skladištenja; flegmatizatori - za usporavanje brzine gorenja vanjske površine zrna praha; grafit - za postizanje protočnosti i uklanjanje sljepljivanja zrna.

Više o temi pogonskih eksploziva:

1. 56. Nezakoniti promet oružjem: obilježja obilježja kaznenih djela. Krađa ili iznuda oružja, streljiva, eksploziva, eksplozivnih naprava.
2. 6. Kaznena djela koja zadiru u utvrđeni postupak gospodarskog djelovanja s inozemstvom
3. 4. Kaznena djela koja krše opća pravila sigurnosti. Obilježja pojedinih vrsta kaznenih djela protiv opće sigurnosti

Izum se odnosi na inicijalne eksplozive, osjetljive na pulsirajuće lasersko zračenje male snage, i može se koristiti u inicijacijskim sredstvima kao generator ravnih, cilindričnih, sfernih i složenih oblika udarnih valova, kao iu optičkim sustavima za iniciranje eksplozivnih naboja. Predlaže se inicijalni eksplozivni sastav, osjetljiv na niskotemperaturno lasersko zračenje, koji sadrži 5-hidrazinotetrazolživa (II) perklorat, polimetilviniltetrazol i nanodijamante detonacijske sinteze. Izum je usmjeren na smanjenje praga inicijacije eksplozivne smjese uz zadržavanje visoke adhezije na površinu eksploziva i sigurnost pri rukovanju. 1 stol

Područje tehnologije

Izum se odnosi na inicijalne eksplozive pobuđene pulsnim laserskim zračenjem male snage i može se koristiti u inicijacijskim sredstvima kao generator ravnih, cilindričnih, sfernih i složenih udarnih valova, kao iu optičkim sustavima za inicijaciju eksplozivnih naboja.

Prethodna umjetnost

Laserska inicijacija je relativno nova metoda detoniranja eksploziva, koju karakterizira povećana sigurnost. S laserskom inicijacijom osigurava se visoka razina izolacije svjetlosnog detonatora od lažnog impulsa, budući da u optičkom rasponu nema slučajnih izvora s dovoljnom snagom za detonaciju detonatora [Ilyushin M.A., Tselinsky I.V. Pokretanje eksploziva. Ross. Chem. Časopis - 1997, v. 41, broj 4, str. 3-13].

Fotoosjetljivi eksplozivi našli su primjenu u optičkim detonatorskim kapsulama koje rade pod utjecajem pulsirajućeg laserskog zračenja.

Lasersko iniciranje može se uspješno koristiti u mnogim eksplozivnim tehnologijama koje zahtijevaju individualni pristup pri razvoju sustava miniranja:

Eksplozivno zavarivanje, utiskivanje, otvrdnjavanje, zbijanje, sinteza novih materijala može se izvesti s optičkim inicijacijom jednog ili više svjetlosnih detonatora pri detoniranju filmskih naboja fotoosjetljivih eksploziva izravnim snopom pulsirajućeg lasera;

Radovi miniranja u rudnicima, kako u jalovinama tako iu rudnicima opasnim zbog plinova i prašine, zahtijevaju istovremeno ili kratkotrajno pokretanje velikog broja svjetlosnih detonatora putem optičkih komunikacijskih linija;

Automatizirane tehnologije s pulsno-periodičnim dovodom materijala na koji se nanosi filmski naboj fotoosjetljivog eksploziva ili se postavlja eksplozivni naboj iniciran svjetlosnim detonatorom, mogu se izvesti prijenosom laserskog pulsa izravno kroz zrak ili u vakuumu;

Eksplozivna tehnologija s jednostrukim djelovanjem, koja se koristi, na primjer, u piroautomatizaciji svemirskih brodova, zahtijeva nekoliko desetaka optičkih kanala koji istovremeno prenose signal svjetlosnim detonatorima iz ugrađenog pulsnog lasera ograničene snage;

Pri perforiranju dubokih bušotina treba koristiti svjetlosne detonatore otporne na toplinu od optičkih vlakana s visokom osjetljivošću na laserski puls, osiguravajući pouzdano iniciranje do 100 oblikovanih punjenja jakih eksploziva;

S tehnologijom niske opasnosti za proizvodnju nanodijamanata detonacijskom sintezom;

Prilikom izvođenja operacija miniranja u uvjetima visoke razine elektromagnetskih smetnji potrebni su posebni svjetlosni detonatori zaštićeni optičkim vlaknima.

Jedan od glavnih elemenata kruga laserske inicijacije su fotoosjetljive, energetski intenzivne tvari. Ovisno o rješenju specifičnih problema, predloženi su anorganski azidi i energetski intenzivni metalni kompleksi s različitim pragovima inicijacije laserskim monopulsom (vrijeme pulsa - 10 -8 s) ili jednim impulsom (vrijeme pulsa do ~10 -3 s). kao fotoosjetljivi eksplozivi za svjetlosne detonatore.

A jedan od najučinkovitijih inicirajućih eksploziva (IEV) je 5-hidrazinotetrazolživa (II) perklorat, koji se koristi pojedinačno i u obliku sastava pomiješan s optički prozirnim polimerima u sustavima optičke inicijacije kao visoko fotoosjetljiva, energetski intenzivna tvar koja ima nizak prag osjetljivosti na pulsno lasersko zračenje u vidljivom i bliskom IR području spektra (valna duljina 1,06 μm) [Chernay A.V., Zhitnik N.E., Ilyushin M.A., Sobolev V.V., Fomichev V.V. Patent Ukrajine br. 17521Ayu 1997; Ilyushin M.A., Tselinsky I.V. Energetski intenzivni matelokompleksi u inicijacijskim sredstvima // Ross. Chem. Časopis - 2001. br. 1, str. 72-78].

5-hidrazinotetrazolživa (II) perklorat (ClO 4) 2 ima sljedeće karakteristike: molekulska masa 499,577; gustoća monokristala ˜3,45 g/cm 3 ; plamište (odgoda od 5 sekundi) oko 186°C; aktivacijska energija toplinske razgradnje ˜90,2 kJ/mol; Osjetljivost na udar (Wöhler udarna odvijač) (donja granica/gornja granica) 60/125 mm; osjetljivost na vatrenu zraku protupožarnog kabela (100% rad/100% kvar) 60/150 mm; brzina detonacije pri gustoći 3,4 g/cm 3 ˜6 km/s (izračun); minimalno punjenje heksogena u detonatorskoj kapsuli br. 8 je ~0,015 g. 5-hidrazinotetrazolživa (II) perklorat je nehigroskopan, netopljiv u vodi, alkoholu, acetonu, alifatskim, kloriranim i aromatskim ugljikovodicima, topiv u dimetil sulfoksidu, oksidiran sa alkalna otopina KMnO 4 do neeksplozivnih spojeva . Uvođenje polimera u 5-hidrazinotetrazolživa (II) perklorat naglo smanjuje osjetljivost sastava na mehanički stres, što ih čini relativno sigurnima tijekom transporta, skladištenja i uporabe [Znanstveno-tehničko izvješće o istraživačkom radu „Materijali osjetljivi na svjetlost za svjetlo proizvodi koji se koriste u opremi za bušotinu” /man. Tselinsky I.V., St. Petersburg. SPbGTI (TU), 2002. str.14; Ilyushin M.A., Tselinsky I.V., Chernay A.V. Fotoosjetljivi eksplozivi i spojevi i njihovo iniciranje laserskim monopulsom // Ross. Chem. Časopis - 1997, br. 4, str. 81-88].

5-hidrazinotetrazolživa (II) perklorat ima bruto formulu CH 4 N 6 O 8 Cl 2 Hg i strukturnu formulu

Najbliži analog je uporaba 5-hidrazinotetrazolmercury (II) perklorata u fotoosjetljivom sastavu koji sadrži ˜90% ovog spoja i ˜10% optički prozirnog polimera (sastav VS-2) [RF patentna prijava 2002113197/15. Metoda za dobivanje 5-hidrazinotetrazolmercury (II) perklorata od 20. svibnja 2002., Ilyushin M.A., Tselinsky I.V. Odluka o izdavanju patenta od 26. rujna 2003.].

Nedostatak prototipa je što je minimalna energija inicijacije (E cr) takvog sastava prilično velika vrijednost od 310 μJ.

Cilj ovog izuma je postići tehnički rezultat, koji se izražava u smanjenju praga inicijacije pripravka s 5-hidrazinotetrazolmerkurijevim (II) perkloratom monopulsom neodimijskog lasera (valna duljina 1,06 μm).

Otkrivanje izuma

Osnova ovog izuma je zadatak stvaranja kompozitnog materijala koji bi značajno smanjio prag inicijacije uz zadržavanje svih ostalih pozitivnih svojstava sastava (visoko prianjanje na eksplozivnu površinu, visoka sigurnost rukovanja sa sastavom, pogodnost i jednostavnost njegove primjene). , isto vrijeme odgode pokretanja itd.).

Rješenje problema je u tome što se predlaže inicijalni sastav koji sadrži 5-hidrazinotetrazolživa (II) perklorat i polimer - polimetilvinitetrazol, koji prema izumu dodatno uključuje nanodijamante detonacijske sinteze u sljedećem omjeru komponenata, mas.%:

5-hidrazinotetrazol živin perklorat (II) - 85,7-90,0;

polimer - polimetilvinitetrazol - 9,5-10,0;

nanodijamanti detonacijske sinteze - 0,1-5,0.

Najbolji način za izvođenje izuma

Predloženi sastav, koji sadrži nanodijamante u količini od 0,1-5,0% ukupne mase sastava, osigurava istovremeno povećanje osjetljivosti na djelovanje laserskog pulsa za 1,5-1,7 puta i visoku adheziju na kontaktnu površinu zbog za poboljšana adhezivna svojstva termoplast (polimetilviniltetrazol).

Klaster nanodijamanti koji se koriste u ovoj metodi su čestice koje su bliske sferičnom ili ovalnom obliku i nemaju oštre rubove (neabrazivne). Takvi dijamanti tvore sedimentacijski i koagulacijski stabilne sustave u tekućim medijima različitih vrsta.

Trenutno se sinteza UDD-a provodi detoniranjem posebno pripremljenih naboja iz mješovitih sastava TNT-RDX-a u eksplozivnim komorama ispunjenim neoksidirajućim okolišem [V.Yu.Dolmatov. Ultrafini dijamanti detonacijske sinteze. Sankt Peterburg, Izdavačka kuća Državnog pedagoškog instituta Sankt Peterburga, 2003., 344 str.]. Dobiveni dijamantni naboj (mješavina dijamanata s nedijamantnim oblicima ugljika) podvrgava se kemijskom pročišćavanju, od kojih je najnaprednije obrađivanje dijamantnog naboja u dušičnoj kiselini pri visokim temperaturama i tlaku, nakon čega slijedi pranje [Ruski patent broj 2109683, kl. S01V 31/06, objav. 05.03.96. Metoda izolacije sintetičkih ultrafinih dijamanata. V. Yu Dolmatov, V. G. Sushchev, V. A. Marchukov].

S morfološke točke gledišta, UDD je prah sa specifičnom površinom od 150-450 m 2 /g i volumenom pora od 0,3-1,5 cm 3 /g (u suhom stanju). U suspenziji, UDD agregati mogu imati veličinu do 50 nm (0,05 μm) uz poseban tretman. Prosječna veličina pojedinačnih kristala dijamanta je 4-6 nm (0,004-0,006 mikrona) [Dolmatov V.Yu. Iskustvo i izgledi za nekonvencionalnu uporabu dijamanata ultrafinih eksplozivnih sinteza. Supertvrdi materijali, 1998, br. 4, str. 77-81].

UDD imaju klasičnu kubičnu (dijamantnu) kristalnu rešetku s velikim površinskim defektima, što određuje značajnu površinsku energiju takvih kristala. Višak površinske energije čestica UDD kompenzira se stvaranjem brojnih površinskih skupina, koje na površini tvore ljusku ("rubu") od hidroksilnih, karbonilnih, karboksilnih, nitrilnih, kinoidnih i drugih skupina kemijski vezanih na kristal, koje predstavljaju različite stabilne kombinacije ugljika s drugim elementima korištenih eksploziva - kisikom, dušikom i vodikom [Dolmatov V.Yu. i dr., ZHPH, 1993, svezak 66, broj 8, str 1882]. U normalnim uvjetima UDD mikrokristaliti ne mogu postojati bez takve ljuske; ona je sastavni dio klaster nanodijamanata, što uvelike određuje njihova svojstva.

Dakle, UDD kombiniraju paradoksalni princip - kombinaciju jedne od najintertnijih i najtvrđih tvari u prirodi - dijamanta (jezgre) s prilično kemijski aktivnom ljuskom u obliku različitih funkcionalnih skupina sposobnih za sudjelovanje u različitim kemijskim reakcijama. Osim toga, takvi dijamantni kristali, usprkos kompenzaciji dijela nesparenih elektrona zbog stvaranja površinskih funkcionalnih skupina, još uvijek imaju prilično velik njihov višak na površini, tj. Svaki kristal dijamanta je zapravo višestruki radikal.

U postotku, udio nedijamantnog ugljika u visokokvalitetnom UDD-u varira od 0,4 do 1,5 po težini tvari. Značajno je da tzv. nedijamantni ugljik u ovom slučaju ne predstavlja zasebnu fazu ili pojedinačne čestice i nije kristalografski definiran kao grafit ili mikrografit. Dva oblika ugljika - dijamant i nedijamant - razlikuju se po elektroničkom stanju atoma i kemijskoj reaktivnosti prema oksidansima tekuće faze [Dolmatov V.Yu., Gubarevich T.M. ZHPH, 1992, vol. 65, broj 11, str. 2512]. Zadatak perifernih nedijamantnih struktura je osigurati maksimalnu izloženost čestice s materijalom matrice - polimetilviniltetrazolom u trenutku njezine polimerizacije u obliku filma na kontaktnoj površini. Dijamantni tetraedarski sp 3 -ugljik je kemijski i sorpcijski neaktivan, nedijamantne elektroničke konfiguracije ugljika (sp 2 i sp) mnogo su labilnije i, zajedno s heteroatomima kisika i vodika, tvore adsorpcijski aktivan "kaput" na vrhu dijamantna jezgra, povezana s polimerizirajućim polimerom na prilično stabilan način kemijskim vezama.

Uvođenje nanodijamanata u polimer u količini od 0,1-5,0% doprinosi značajnom povećanju kohezivnih (1,5-3,0 puta) i adhezivnih svojstava (1,7-2,5 puta) vulkaniziranog polimera, što se također događa u slučaju korištenja polimetilviniltetrazol. Film s nanodijamantima ima vrlo visoku otpornost na toplinsko starenje i može ostati nepromijenjen najmanje tri godine. Takav film karakterizira povećanje svojstava elastične čvrstoće, što može značajno povećati raspon njegove uporabe.

Poznato je da se fino raspršena čađa u nekim slučajevima uspješno koristi za povećanje osjetljivosti energetskih materijala na jedan impuls infracrvenog lasera. Međutim, učinci drugih alotropskih oblika ugljika na pragove laserske inicijacije energetskih materijala nisu proučavani.

Za usporedbu, u tablici je prikazan utjecaj ultrafine čađe (veličine čestica ˜1 μm) i nanodijamanata na inicijacijski prag fotoosjetljivog sastava BC-2. Inicijacija eksplozivnih sastava provedena je pod utjecajem monopulsa neodimijskog lasera (valna duljina 1,06 μm, vrijeme impulsa τ q = 30 ns, promjer dijafragme 0,86 mm, ukupna energija impulsa E = 1,5 J). Ispitivani uzorci bili su bakreni poklopci promjera 5 mm i visine 2 mm, punjeni sastavom BC-2.

Podaci u tablici omogućuju nam da zaključimo da fino raspršena čađa značajno povećava prag za inicijaciju sastava BC-2 laserskim monopulsom. Ovaj se rezultat može objasniti disipacijom laserske energije koju apsorbira fino raspršena čađa s površine uzorka sastava BC-2, što dovodi do pogoršanja uvjeta za stvaranje izvora inicijacije unutar sloja sastava s povećanje kritične energije paljenja.

Učinak nanodijamanata na sastav BC-2 razlikuje se od učinka ultrafine čađe na njega. Uvođenje nanodijamanata do 5,0% tež. smanjuje prag za inicijaciju BC-2 sastava monopulsom neo-Dom lasera. Taj se učinak može objasniti kao rezultat povećanja volumetrijskog osvjetljenja unutar naboja i poboljšanja uvjeta za formiranje mjesta inicijacije zbog uvođenja nanodijamanata sa značajno višim indeksom loma svjetlosti od početnog sastava. Daljnje povećanje količine nanodijamanata u sastavu dovodi do smanjenja njegove osjetljivosti na lasersko zračenje. Povećanje praga inicijacije sastava BC-2, koji sadrži više od 5 tež. % nanodijamanata, očito je posljedica negativnog učinka razrjeđivanja fotoosjetljivog sastava inertnim aditivom.

Vrijeme odgode inicijacije sastava BC-2 s uvođenjem nanodijamanata do 5% tež. se ne mijenja i iznosi 11-12 μs.

Za bolje razumijevanje ovog izuma, dati su specifični primjeri njegove implementacije.

U 90 mg 5-hidrazinotetrazolmercury (II) perklorata dodano je 100 mg 10% otopine polimera - polimetilviniltetrazola u kloroformu. Uz miješanje, u dobivenu suspenziju 8 dodano je kap po kap 0,5 ml kloroforma i posipano je 1,5 mg nanodijamanata. Dobivena homogena pasta unesena je u metalnu kapicu promjera 5 mm i visine 2 mm u nekoliko faza. Nakon što je otapalo isparilo, sastav s nanodijamantima potpuno je ispunio čep. Šarža je osušena na 40°C.

Dobiveni fotoosjetljivi sastav ima sljedeći omjer komponenti: eksplozivi: polimer: nanodijamanti = 90:10:1,5, tj. sadrži ~1,4 tež.% nanodijamanata.

Ispitivanje dobivenog eksplozivnog sastava na laserski monopuls pokazalo je da minimalna energija inicijacije iznosi 192 μJ.

Ostali primjeri (vidi tablicu, primjeri 3-10) izvedeni su na sličan način, s tom razlikom što su u pripremljeni sastav dodane različite odvagane količine nanodijamanata, koje odgovaraju sadržaju potonjeg od 0,1 do 5,0 tež.%. Rezultati određivanja minimalne energije inicijacije također su dati u tablici.

Esej

Novi inicirajući eksplozivi bez olova i žive

Uvod

inicirajući eksplozivni azidni oksidiazo spoj

Inicirajući eksplozivi su oni eksplozivi koji su vrlo osjetljivi i eksplodiraju od manjeg vanjskog mehaničkog (udar, trenje) ili toplinskog (laserska zraka, plamen, toplina, električna struja) utjecaja. Ove tvari uvijek detoniraju i uzrokuju detonaciju drugih eksploziva. Inicirajući eksplozivi koriste se u malim količinama za punjenje kapilara, koje stvaraju početni impuls eksplozije. Za iniciranje eksploziva, prijelaz izgaranja u detonaciju događa se brzo, na udaljenosti ne većoj od nekoliko milimetara od točke paljenja. Što je kraći prijelaz izgaranja u detonaciju i što je veća brzina detonacije, veća je učinkovitost iniciranja eksploziva. Ako stavite malu količinu inicirajućeg eksploziva na visoko eksplozivno punjenje i zapalite ga, njegova eksplozija će proizvesti tako snažan udar da će eksplodirati i brizantni eksploziv.

Dva su glavna područja primjene IVV-a:

) Za pobudu detonacije u eksplozivnim nabojima.

) Za senzibilizaciju pripravaka za paljenje namijenjenih paljenju barutnih punjenja ili iniciranju detonacije u punjenjima glavnog eksploziva.

Najčešće korišteni inicirajući eksplozivi su živin fulminat, olovni azid i olovni stifnat, no ovaj se sažetak bavi isključivo eksplozivima koji ne sadrže olovo i živu.

1.
Diazonijeve soli

Diazonijeve soli s oksidirajućim anionima imaju eksplozivna svojstva, a gotovo svi arildiazonijevi perklorati su eksplozivi. Ima visoku sposobnost pokretanja, u kombinaciji sa zadovoljavajućim radnim karakteristikama. 2,4 - dinitro-diazobenzen perklorat (2,4 - dinitrofenildiazonij perklorat). Polazni proizvod za njegovu pripremu je 2,4-dinitroanilin.

4 - Dinitrodiazobenzen perklorat je učinkovit IVS, ima sljedeća svojstva: t sp, 5 sec = 215 o C;  = 1,65 g/cm 3, minimalni tetrilni naboj je 0,007 g (za usporedbu: živin fulminat - 0,35 g, a olovni azid - 0,025 g).

4 - Dinitrodiazobenzen perklorat se raspada na svjetlu, ali produkti fotorazgradnje stvaraju film koji štiti od svjetla, pa se samo površinski sloj razgrađuje, a inicijacijska sposobnost naboja se ne mijenja. Proizvod je termički stabilan: eksplozivna svojstva tvari sačuvana su nakon dvogodišnjeg držanja punjenja na 80 o C. 40-ih godina prošlog stoljeća dinitrodiazobenzen perklorat uspješno je ispitan kao eksploziv za industrijsko prestiranje. U sljedećim desetljećima učinjeni su ponovljeni pokušaji da se pronađe praktična primjena za ovaj fenildiazonij perklorat, uključujući i niskotoksični IVS za komercijalne CD i ED. Međutim, široku upotrebu 2,4-dinitrodiazobenzen perklorata ometaju dva značajna nedostatka: higroskopnost, tehnički proizvod je prešani.

2. Oksidiazo spojevi

Mnogi oksidiazofenoli pokazuju eksplozivna svojstva. Najveća praktična vrijednost kao IVS u nizu diazofenola je 2-diazo-4,6-dinitrofenol, C 6 H 2 N 4 O 5 , (diazodinitrofenol, DDNP, DDNP ) . Molekularna težina 210,1, ravnoteža kisika -60,9%.

Diazodinitrofenol nije higroskopan, slabo topljiv u vodi, topiv u metanolu i etanolu, lako topiv u acetonu, nitroglicerinu, nitrobenzenu, anilinu, piridinu i octenoj kiselini. Potamni na sunčevoj svjetlosti. Gustoća DDNP  mnc. = 1,719 g/cm 3, toplina stvaranja 321 kJ/mol.

U literaturi su za DDNP predložene otvorene i cikličke strukture diazofenolnog fragmenta.

Prema kvantno kemijskim proračunima, najvjerojatnija otvorena struktura za ovaj spoj u plinovitoj fazi je:

Brizantnost DDNP je ~95% brizantnosti TNT-a, velika eksplozivnost u olovnom bloku je 326 cm 3 /10 g. Plamište diazodinitrofenola tfsp, 5 sec = 175-180 o C; minimalni naboj za tetril je 0,13 g, što je manje od onoga za fulminat žive. DDNP je manje osjetljiv na udar od olovnog azida. Brzina detonacije DDNF je 4400 m/s pri gustoći naboja od 0,9 g/cm 3 , 6600 m/s pri gustoći naboja od 1,5 g/cm 3 , 6900 m/s pri gustoći naboja od 1,6 g/cm 3 . Eksplozivna razgradnja DDNP-a opisana je sljedećom jednadžbom:

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

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

Diazodinitrofenol se dobiva diazotiranjem pikraminske kiseline natrijevim nitritom u 10% sumpornoj kiselini prema shemi:

Ciljani produkt taloži se iz reakcijske mase u obliku crveno-smeđeg taloga. Nedostatak metode sinteze DDNP je prisutnost velike količine toksičnih otpadnih voda. Sirovinska baza DDNP-a je prilično široka, budući da je polazna tvar pikraminska kiselina, koja se sintetizira djelomičnom redukcijom pikrinske kiseline natrijevim sulfidom, komercijalni proizvod (koristi se u sintezi niza bojila).

DDNP kao IVS ima sljedeće nedostatke: prepresovan je, nema dovoljno visoku otpornost na toplinu, spoj brzo tamni na sunčevoj svjetlosti, a također potiče imunološki odgovor, što doprinosi razvoju alergijskog sindroma.

Diazodinitrofenol se koristio kao eksploziv u industrijskim inicijacijskim agensima u SAD-u i Kini, kao i kao komponenta niskotoksičnih perkusijskih sastava kapisli za paljenje malog oružja, uključujući sportsko i lovačko oružje u Europi i Sjevernoj Americi

. Azidi

Srebrni azid , AgN 3 - mol. težina 149,9. Pokretanje eksploziva. Izložena svjetlu potamni. Netopljiv u vodi i organskim otapalima. Nehigroskopno. Topljiv u vodenoj otopini amonijaka i fluorovodiku. Kristalizira iz vodene otopine amonijaka. Uništava dušična kiselina. Kristalna gustoća srebrnog azida je 5,1 g/cm 3 . Energija kristalne rešetke je 857,69 kJ/mol. Entalpija stvaranja (DH f o) je + 279,5 kJ/mol, prema drugim podacima +311 kJ/mol. Brzina detonacije pri najvećoj gustoći je 4,4 km/s. Volumen plinova pri detonaciji je 244 l/kg. Eksplozivnost je 115 cm 3 /10 g. Srebrni azid je osjetljiv na udarce i trenje. Proizvod nije pretlačen. U pogledu sposobnosti iniciranja, srebrni azid je znatno bolji od olovnog azida. Brzina detonacije srebrnog azida je 3830 m/s pri gustoći od 2,0 g/cm 3 . Promjena brzine detonacije srebrnog azida s povećanjem gustoće naboja opisuje se jednadžbom:

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

Tlak detonacije srebrnog azida ovisi o gustoći naboja:

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

Temperatura omekšavanja srebrnog azida je 250 0 C. Srebrni azid se potpuno tali na 300 0 C (uz raspad). Brzo zagrijavanje na 300 0 C uzrokuje eksploziju srebrnog azida. Nedostatak srebrnog azida je njegova slaba kompatibilnost s antimonovim sulfidom (Sb 2 S 3) i tetrazenom, koji su uključeni u većinu formulacija za injekcije. Srebrni azid se priprema miješanjem otopina natrijevog azida i soli srebra topljivih u vodi. U nizu zemalja (Velika Britanija, Švedska) srebrni azid se proizvodi u malim količinama reakcijom

AgNO 3 + NaN 3 AgN 3 + NaNO 3

Na Odjelu ChTOSA LTI nazvanog po Lensoveti (SPbSTI (TU)) razvijena je alternativna tehnologija za proizvodnju masovnog srebrnog azida reakcijom:

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

Srebrni azid se u ograničenoj mjeri koristi kao eksploziv u uređajima za inicijaciju male veličine, gdje olovni azid nije učinkovit, te u kapislama otpornim na toplinu. Povećanjem dimenzija inicijalnog naboja početnice slika se mijenja: srebrni azid postaje manje učinkovit u usporedbi s olovnim azidom IVV, jer mu je brzina detonacije znatno manja. Praktična uporaba srebrnog azida ometana je njegovom visokom osjetljivošću na trenje, teškoćom dobivanja u masovnom obliku i njegovom visokom cijenom.

Kadmijev azid , Cd(N3) 2 mol. masa 196,46 - bijela kristalna tvar koja inicira eksplozive. Otapa se i hidrolizira vodom. Higroskopno. Gustoća monokristala je 3,24 g/cm 3 . Toplina eksplozije, prema različitim procjenama, kreće se u rasponu od 2336-2616 kJ/kg, T pl. = 291 0 C (s razgradnjom), T pom. (5 s) = 360 0 C. Brzina detonacije kadmijeva azida iznosi 3760 m/s pri gustoći 2,0 g/cm 3 . Promjena brzine detonacije olovnog azida s povećanjem gustoće naboja opisuje se jednadžbom:

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

Tlak detonacije olovnog azida ovisi o gustoći naboja:

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

Kadmijev azid je osjetljiv na udarce i trenje. Sposobnost iniciranja kadmijevog azida veća je od sposobnosti olovnog azida. Kadmijev azid dobiva se reakcijom kadmijeva hidroksida ili karbonata s suviškom HN 3 .

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

Talijev azid , TlN 3, mol. težina 246,41 - žuti kristalni prah. Pokretanje eksploziva. Slabo topljiv u vodi i organskim otapalima. Energija kristalne rešetke je 685,1 kJ/mol, entalpija stvaranja (DH f o) = 234 kJ/mol, Tm = 334 0 C, Tvsp. (1 s) = 500 0 C. Talijev azid je manje osjetljiv na udarce i trenje od olovnog azida. Sposobnost iniciranja talijevog azida znatno je manja od sposobnosti olovnog azida. Toksičan. Slabo kompatibilan s nitro spojevima. Prikladna laboratorijska metoda za dobivanje talij azida je reakcija vodenih otopina talij perklorata i natrij azida.

TlClO 4 + NaN 3 à TlN 3 + NaClO 4

Talijev azid je otrovan. Talijev azid se ne koristi u industriji kao IVS. Nalazi ograničenu primjenu u znanstvenim istraživanjima.

. Organski peroksidi

Aceton peroksid (aceton diperoksid, 1,1,4,4 - tetrametil - 2,3,5,6 - tetraoksacikloheksan) , (C3H602) 2 - mol. masa 148, bijeli kristalni inicijalni eksploziv. Aceton diperoksid je visoko topljiv u organskim otapalima: benzenu, acetonu, kloroformu, dietileteru, petrol eteru. Gustoća = 1,33 g/cm3, T pl. = 132 - 133 0 C, T pom. (5 s) oko 180 0 C. Vrlo hlapljiva tvar. Tlak pare aceton diperoksida je 17,7 Pa na 25 0 C. Aceton diperoksid je manje osjetljiv na udar od olovnog azida.

Njegova inicirajuća sposobnost je veća nego kod živinog fulminata, ali manja od one kod olovnog azida. Prema drugim podacima, naboj od 0,5 g aceton diperoksida utisnut u čahuru iz CD br. 8 pod tlakom od 30 MPa nije inicirao naboj heksogena.

Aceton diperoksid se dobiva reakcijom acetona s Caro kiselinom (otopina vodikovog peroksida u koncentriranoj sumpornoj kiselini) u anhidridu octene kiseline.

Tricikloaceton peroksid (ciklotriaceton peroksid, 1,1,4,4,7,7-heksametil-2,3,5,6.8.9-heksaoksaciklononan) , C9H1806, mol. masa 222.1 - inicirajući eksploziv.

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

Ciklotriaceton peroksid stvara bezbojne kristale u obliku prizme. Gustoća monokristala je 1,272 g/cm 3 (rendgenski), topiv u benzenu, acetonu, kloroformu, eteru, petrol eteru, piridinu, ledenoj octenoj i dušičnoj kiselini. Zagrijavanjem se otapa u etilnom alkoholu, ali se ne otapa u vodi i vodenim otopinama amonijaka. Tvori najmanje šest polimorfnih oblika. Hidrolizira s razrijeđenim kiselinama. T mn. iznosi 97 0 C. Energija stvaranja ciklotriaceton peroksida je 90,8 kJ/mol. Bilanca kisika -151,3%. Toplina eksplozije je 5668 kJ/kg. Velika eksplozivnost 250 cm 3 /10 g. Brzina detonacije pri gustoći 0,92 g/cm 3 3750 m/s, pri gustoći 1,18 g/cm 3 - 5300 m/s, velika eksplozivnost u olovnom bloku 250 cm 3 / 10 g. Ciklotriaceton peroksid ne nagriza bakar, aluminij, cink, kositar, željezo; Olovo korodira. Osjetljivost ciklotriaceton peroksida na udar je veća od one olovnog azida; u pogledu sposobnosti iniciranja, ciklotriaceton peroksid je inferioran od olovnog azida: njegov minimalni naboj za heksogen je 0,1 g (tlak tlaka 30 MPa) i 0,16 g za TNT.

Proizvod se dobiva iz acetona zakiseljenog sumpornom kiselinom, koji se tretira s perhidrolom (razrijeđena otopina vodikovog peroksida).

Ciklotriaceton peroksid je kinetički produkt oksidacije acetona, a aceton diperoksid je termodinamički proizvod, odnosno tijekom skladištenja trimer se može pretvoriti u dimer. Aceton peroksidi nemaju praktičan značaj kao eksplozivi zbog svoje visoke hlapljivosti i sklonosti sublimaciji.

5. Acetileneidi

U neutralnoj ili blago kiseloj sredini nastaje miješana sol Ag 2 C 2 . AgNO 3 - inicirajući eksploziv, molekulske mase 409,7, gustoće 5,369 g/cm 3 (RTG), temperature raspadanja oko 220 0 C, visoke eksplozivnosti u olovnom bloku 136 cm 3 /10 g, topline eksplozije 1888 kJ/kg. Brzina detonacije je 2250 m/s pri gustoći 2,51 g/cm 3 i 4540 m/s pri gustoći 3,19 g/cm 3 . Inicijacijska sposobnost je veća nego kod živinog fulminata i ovisi o načinu dobivanja dvostruke soli. Minimalna naplata Ag 2 C 2 . AgNO 3 jednako 0,005 g za PETN, 0,07 g za tetril i 0,25 g za TNT. Sol nije prešana. U praksi se ne koristi kao TRS.

. Soli dinitrobenzfuroksana

(CDNBF) je niskotoksična tvar "pseudo-inicijator".

6 - Kalijev dinitro-7-hidroksi-7-hidrobenzfuroksanid

Talište derivata kalija je 174 0 C, plamište s odgodom CDNBF-a od 5 sekundi je 207 - 210 0 C, temperatura početka intenzivne razgradnje je oko 190 0 C. Gustoća monokristala iznosi 2,21 g/cm3. Osjetljivost KDNBF-a na trenje ista je kao i TNRS. Što se tiče osjetljivosti na udar, adukt (Meisenheimerov s-kompleks) je bolji od olovnog azida, ali je inferioran od živinog fulminata.

CDNBF se može dobiti iz o-nitroanilina prema sljedećoj shemi:

KDNBP se koristi u niskotoksičnim pirotehničkim smjesama za paljenje umjesto TNPC zajedno s netoksičnim oksidansom KNO 3 i dodacima koji povećavaju osjetljivost smjesa na udarce i trenje. Pilot proizvodnja proizvoda KDNBF započela je u Sjedinjenim Državama ubrzo nakon Drugog svjetskog rata. Značajan nedostatak spoja KDNBP je njegova nedovoljno visoka otpornost na toplinu.

Početkom 21. stoljeća dobiven je i proučavan kao moguća niskotoksična zamjena za TNRS kalijeva sol 4,6-dinitro-7-hidroksibenzofuroksan (KDNGBF),

Kalijeva sol 4,6-dinitro-7-hidroksibenzofuroksana

Za razliku od KDNBF veze , što je Meisenheimerov kompleks, tvar KDNHBP je jednostavna sol.

Kalijeva sol postoji u monohidratnom i bezvodnom obliku. Gustoća CDNGBF-a je u rasponu od 1,94 - 2,13 g/cm 3 . Temperatura na kojoj počinje intenzivna razgradnja KDNGBF soli je oko 270 0 C, tvar zadržava svoja radna svojstva nakon zagrijavanja na 120 0 C tijekom 90 dana. Tvar KDNGBF je brzo gori spoj s dobrom otpornošću na toplinu i sasvim je siguran za rukovanje.

CDNGBF se dobiva iz dostupnog meta-bromanizola prema sljedećoj shemi:

U završnoj fazi reakcije, azidni ion zamjenjuje brom, a metoksi grupa se zamjenjuje hidroksilnom.

Od početka 2009. godine u SAD-u je KDNGBF sol odobrena za upotrebu u niskotoksičnim pirotehničkim smjesama za inicirajuća sredstva.

7. Koordinacijski metalni kompleksi s vanjskom sferom

Povećani zahtjevi za tehnološkom, operativnom i ekološkom sigurnošću pokretanja eksploziva naveli su istraživače na potragu za energetski intenzivnim spojevima u seriji kompleksne soli d-metala .

U SAD-u je predloženo da se koristi kao eksploziv za sigurno sredstvo inicijacije. pentaamin (5-cijano-2H-tetrazolato-N 2) kobalt(III) perklorat (CP)

Pentaamin (5-cijano-2H-tetrazolato-N 2) kobalt(III) perklorat, CP

Gustoća monokristala kompleksa SR je 1,97 g/cm 3, temperatura na kojoj počinje intenzivna razgradnja (pri brzini zagrijavanja od 20 o C/min) je 288 0 C. Uzorak SR nakon tri godine čuvanja na 80 0 C, zadržao sva svoja radna svojstva. Područje prijelaza izgaranja u detonaciju (s promjerom punjenja od 5 mm) je približno 4,5 mm, vrijeme prijelaza izgaranja u detonaciju je oko 75 μs, brzina detonacije je 7,18 km/s pri gustoći od 1,75 g/cm3. Ovisnost brzine detonacije SR o gustoći naboja opisuje se sljedećom jednadžbom:

D = 0,868 + 3,608r,

gdje je D brzina detonacije (km/s),

r je početna gustoća naboja SR (g/cm 3).

Sva mjerenja su provedena za promjer punjenja od 6,35 mm.

Osjetljivost na udar SR kompleksa manja je od osjetljivosti grijaćeg elementa. Metalni kompleks slabo je kompatibilan sa standardnim HMX-om. CP je blago higroskopan.

Tehnološki proces za proizvodnju CP, koji je razvio Unidinamic (SAD), sastoji se od nekoliko faza.

Prvo se reakcijom dobiva karboksipentaamin kobalt (III) nitrat (CPCN):

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

a 2 NO 3 + 2 NH 4 NO 3 + H 2 O

Proces sintetiziranja CPCN kompleksa uključuje propuštanje zraka kroz miješanu pastu amonijevog karbonata i kobalt nitrata u otopini amonijaka tijekom 96 sati kako bi se Co 2+ oksidirao u Co 3+. Nakon što je aeracija završena, svijetlocrvena reakcijska masa se zagrije na 70-75 0 C da se otopi CPCN sol, filtrira od nečistoća i ohladi na 0 0 C. Istaloženi produkt se ispere alkoholom i osuši.

Dobivena tvar nema eksplozivna svojstva.

Da bi se dobio akvapentaamin kobalt (III) perklorat (APCP), CPCN kompleks se tretira s velikim viškom perklorne kiseline.

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

Proces se odvija u dvije faze.

Sirovi CP kompleks se pročišćava iz otopine amonijevog perklorata zakiseljene perklornom kiselinom. Pročišćavanjem se uklanja većina "amidnog kompleksa" i gotovo sav neizreagirani cijanotetrazol, kao i zaostala dušična kiselina. Željeni frakcijski sastav CP dobiva se dodavanjem vruće vodene otopine pročišćenog CP u ohlađeni 2-propanol. Nakon filtracije, proizvod se prosije i suši na 60 - 65 0 C nekoliko sati. Tijekom jednog taloženja dobije se oko 1 kg komercijalnog CP pogodnog za opremanje sredstava za inicijaciju.

Ova reakcija je ključna u cijelom procesu sinteze CP.

SR tvar je predložena za upotrebu u električnim detonatorima. Međutim, kompleks je toksičan, što sprječava njegovu široku upotrebu.

Perklorat kobalt(III) pentaamin (5-nitrotetrazolato-N2) (NCP, NKT) našao je ograničenu upotrebu u Rusiji kao eksploziv za sigurno iniciranje. Tvar cijevi, u usporedbi s tradicionalnim IVV-ima, ima smanjenu osjetljivost na pražnjenja statičkog elektriciteta. Gustoća monokristala NKT kompleksa je 2,03 g/cm 3, temperatura početka intenzivne razgradnje je 265 0 C (TG/DTA). Termostatiranje u zatvorenim uvjetima na 200°C tijekom 6 sati ne dovodi do promjene njegovih svojstava. Područje prijelaza izgaranja u detonaciju kod cijevi promjera 6,25 mm pri r = 1,60-1,63 g/cm 3 je oko 4,5 mm. Brzina detonacije tvari cijevi je 6,65 km/s uz gustoću 1,61 g/cm 3 . Minimalni naboj heksogena u rukavcu iz CD-a br. 8 je 0,15-0,20 g. Osjetljivost na udar cijevnog kompleksa manja je od osjetljivosti grijaćeg elementa. Proizvod nije higroskopan. NKT spoj je manje toksičan od CP kompleksa.

Pentaamin (5-nitrotetrazolato-N2) kobalt(III) perklorat, cijevi

Tehnološki proces izrade cijevi sličan je tehnološkom postupku pripreme CP. Ciljni kompleks se sintetizira iz kompleksne soli APCP i natrijeve soli 5-nitrotetrazola u vodenoj otopini perklorne kiseline na 95 - 100 0 C tijekom tri sata. Proces čišćenja cjevovodnog kompleksa od nečistoća ne razlikuje se bitno od metode pripreme komercijalnog CP.

Smatra se jednim od najperspektivnijih eksploziva za sigurna inicirajuća sredstva, uključujući i laserska. tetraamin-cis-bis(5-nitro-2H-tetrazolato-N 2) kobalt(III) perklorat (BNCP):

Kobalt(III) tetraamin-cis-bis (5-nitro-2H-tetrazolato-N 2) perklorat (BNCP)

Gustoća monokristala BNCP je 2,05 g/cm 3 , brzina detonacije pri gustoći od 1,79 g/cm 3 jednaka 7117 m/s, temperatura početka intenzivne razgradnje (pri brzini zagrijavanja od 20 o C/min.) je 269 o C (DSC). Minimalni naboj heksogena u čahuri od CD br. 8 je 0,05 g, vrijeme prijelaza izgaranja u detonaciju je oko 10 μs. Osjetljivost BNCP kompleksa na šok je veća od one CP tvari, ali manja od one PETN-a. Tvar BNCP dobiva se reakcijom:

Reakcija se odvija na temperaturi od oko 90°C i vremenu zadržavanja od oko 3 sata. U sintezi BNCP-a korišten je polazni kobalt tetraaminat u obliku ClO 4 perklorata ili NO 3 nitrata, čija su sinteza i svojstva detaljno opisani u literaturi. Natrijeva sol 5-nitrotetrazola dobivena je Sandmeyerovom reakcijom u prisutnosti bakrenih soli (vidi odjeljak 6.2) ili kao rezultat sljedećeg nekatalitičkog procesa:

Reakcija se provodi u dvije faze. U prvoj fazi, 5-aminotetrazol se diazotizira s viškom natrijeva nitrita u sumpornoj kiselini. U drugom stupnju se reakcijska masa neutralizira natrijevim karbonatom, voda se destilira i ciljni produkt ekstrahira acetonom iz smjese soli. Natrijev nitroterazolat se izolira kao kristalni hidrat, koji je manje opasan za rukovanje od bezvodne soli.

Iskorištenje BNCP kompleksa je 50-60%, u odnosu na kompleksni kobalt karbonat. Kompleks BNCP pronašao je primjenu u piroautomatskim sustavima raketnih sustava u Sjedinjenim Državama kao dio poluvodičkih i optičkih detonatora.

Kompleksni perklorati amata kobalta (III) s tetrazolnim ligandima otporni su na toplinu, nisu higroskopni i sigurniji od standardnih IVS. Ove tvari ne sadrže visoko toksične teške metale: živu, olovo, kadmij. Složeni kation amin kobalta (III) nisko je toksičan. Ali ti kompleksi kobalta sadrže biološki opasni perkloratni anion, koji je vjerojatno teratogen (uzrokuje deformacije tijekom intrauterinog razvoja djeteta) i djeluje na štitnjaču. Stoga se složeni kobalt(III) aminat perklorati s azolnim ligandima ne mogu klasificirati kao "zelene" početne tvari.

U međuvremenu, potraga za niskotoksičnim, energetski bogatim tvarima za inicijacijska sredstva dovela je istraživače iz Nacionalnog laboratorija Los Alamos (SAD) početkom 21. stoljeća do proizvodnje kompleksnih soli bakra i željeza 5-nitrotetrazola, predstavljenih kao idealni “zeleni” inicijatori. Kompleksi imaju sljedeću bruto formulu:

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

gdje je Cat = NH 4, Na, M = Fe, Cu

Autori studije tvrde da se radna svojstva ovih metalnih kompleksa mogu lako kontrolirati prirodom Cat i M, kao i sadržajem NT - u molekuli. Utvrđeno je da kompleksi

Na 2 i Na 2

su sigurniji IVS nego AS i TNRS. Neka svojstva kompleksnih nitrotetrazolata Fe II I Cu II dati su u tablici.

Svojstva metalnih kompleksa nitrotetrazolata Fe II i Cu II

Pri visokim tlakovima kompleksi su pretlačeni. Ispitivanja su pokazala da se eksperimentalni CD-ovi i ED-ovi s inicijacijskim nabojima Na 2 kompleksa ili Na 2 soli ne razlikuju po svojim karakteristikama od standardnih punjenih olovnim azidom. Industrijska proizvodnja ovih metalnih kompleksa trenutno, očito, ne postoji.

Činjenica da nikal hidrazinati s oksidirajućim anionima imaju kratak prijelaz izgaranja u detonaciju i mogu se koristiti za iniciranje organskih tvari zasićenih energijom poznata je već stotinjak godina. Međutim, ti su spojevi inferiorni u djelotvornosti u odnosu na olovni azid, pa se donedavno nije razmatrala mogućnost njihove praktične uporabe u CD-u i ED-u. Potraga za ekološki prihvatljivim, energetski bogatim spojevima koji ne štete okolišu natjerala je istraživače da se vrate ovoj klasi metalnih kompleksnih soli. Jedan od obećavajućih “zelenih” spojeva bogatih energijom koji mogu zamijeniti olovni azid u industrijskom CD-u i ED-u je složen hidrazinikl(II) nitrat Ni(N2H4)3(NO3)2 . Gustoća kompleksnog monokristala je 2,129 g/cm 3 . Gustoća prešanog naboja kompleksa Ni(N 2 H 4) 3 (NO 3) 2 je 1,55 g/cm 3 (pri tlaku prešanja od 20 - 40 MPa) i oko 1,70 g/cm 3 (pri prešanju tlak od 60 - 80 MPa). Naboji kompleksnog nikal nitrata potiskuju se pri tlaku iznad 60 MPa. Plamište kompleksnog nikal hidrazinata s odgodom od 5 sekundi je 167 0 C. Početna temperatura razgradnje i početna temperatura intenzivne razgradnje, određene diferencijalnom toplinskom analizom (DTA), su 210 0 C, odnosno 220 0 C. . Aktivacijska energija za toplinsku razgradnju kompleksnog nikal nitrata je 78 kJ/mol (na temelju rezultata TG/DTA analize) i 89 kJ/mol (na temelju temperature bljeskanja). Brzina detonacije metalnog kompleksa je 7,0 km/s pri gustoći naboja od 1,7 g/cm 3 . Minimalna količina Ni(N 2 H 4) 3 (NO 3) 2 u rukavcu iz CD br. 8 prema grijaćem elementu je 0,15 g. Kompleksni nikal nitrat dobiva se iz dostupnih sirovina, u standardnoj opremi u vodenoj okoliša na temperaturi od 65 0 C prema jednadžbi:

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

Hidrazinnikal(II) nitrat

Kompleksni nitrat Ni(N 2 H 4) 3 (NO 3) 2 (ružičasta tvar) nije higroskopan i praktički netopljiv u vodi, kompatibilan je s građevinskim materijalima. Metalni kompleks je otporan na sunčevu svjetlost i rendgensko zračenje, te je neosjetljiv na naboje statičkog elektriciteta. U Kini je razvijena industrijska tehnologija za proizvodnju složenog nikal hidrazinata. Kompleksni nikal nitrat Ni(N 2 H 4) 3 (NO 3) 2 koristi se u Kini u ekološki prihvatljivim industrijskim CD i ED.

Kompleks hidrazinnikl(II) azid (N 3) 2 je još jedan kandidat za zamjenu olovnog azida u “zelenom” industrijskom CD-u i ED-u. Gustoća kompleksnog monokristala je 2,12 g/cm 3 . Plamište kompleksnog nikal azida nakon odgode od 5 sekundi je oko 193 0 C. Početna temperatura raspadanja je 186 0 C (DTA). Produkt se razgrađuje u dvije makrokinetičke faze. Aktivacijska energija prvog stupnja toplinske razgradnje iznosi 142,6 kJ/mol, drugog stupnja 109,2 kJ/mol. Brzina detonacije metalnog kompleksa je 5,42 km/s pri gustoći naboja od 1,497 g/cm 3 . Minimalni naboj (N 3) 2 u rukavcu iz CD-a br. 8 za heksogen je 0,045 g. Osjetljivost kompleksa nikal azida na udar je manja od osjetljivosti grijaćeg elementa. Kompleksni azid priprema se od nikal nitrata ili acetata, hidrazin hidrata i natrijevog azida prema jednadžbi:

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

Hidrazinnikl(II) azid

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

Hidrazinnikl(II) azid

Kompleksni nikal-azid je zeleni polikristalni proizvod. Tehnički proizvod nije higroskopan i netopljiv u vodi. U Kini je razvijena pilot-industrijska tehnologija za proizvodnju složenog nikal azida, koja omogućuje sigurno dobivanje do 5 kg proizvoda u jednom taloženju. Ispitivanje ED-ova koji sadrže hidrazinikl (II) azid kao primarno punjenje , pokazali su da nisu niži u pouzdanosti od standardnih ED-ova i da se mogu koristiti u rudarskoj industriji.

Zaključak

Postoje mnogi IVS koji ne sadrže olovo i živu, ali danas nisu u tolikoj upotrebi (ne mogu biti standardni) zbog raznih nedostataka. Ali u nekim slučajevima imaju više prednosti, a njihova je uporaba najprofitabilnija i najprikladnija. Zaključno, valja reći da se diljem svijeta nastoje pronaći niskotoksične tvari bogate energijom.

Na primjer, tvar CP predložena je za upotrebu u električnim detonatorima. Međutim, kompleks je toksičan, što sprječava njegovu široku upotrebu. Široku upotrebu 2,4-dinitrodiazobenzen perklorata ometaju dva značajna nedostatka: higroskopnost, tehnički proizvod je prešani. DDNP kao IVS ima sljedeće nedostatke: prepresovan je, nema dovoljno visoku otpornost na toplinu, spoj brzo tamni na sunčevoj svjetlosti, a također potiče imunološki odgovor, što doprinosi razvoju alergijskog sindroma.

Popis korištene literature

1. Ilyushin M.A. Energetski zasićene tvari za inicijacijska sredstva: udžbenik / M.A. Iljušin, I.V. Tselinski, A.A. Kotomin, Yu.N. Danilov - St. Petersburg: SPbGTI (TU) - 2013 -177 str.

Ilyushin M.A. Metalni kompleksi u visokoenergetskim sastavima (monografija) / ur. I.V. Tselinsky/ M.A. Iljušin, A.M. Sudarikov, I.V. Tselinsky i drugi - St. Petersburg: Lenjingradsko državno sveučilište nazvano po A.S. Puškina, 2010. - 188 str.

3. Loskutova L.A. Osjetljivost energetskih materijala na detonacijski impuls: smjernice / L.A. Loskutova, M.A. Iljušin, A.V. Smirnov, I.V. Bachurina - St. Petersburg: SPbGTI (TU), 2011. - 23 str.

Loskutova L.A. Plamište kondenziranih energetski intenzivnih tvari: smjernice / L.A. Loskutova, A.S. Kozlov, M.A. Iljušin, I.V. Bachurina - St. Petersburg: SPbGTI (TU), 2007. - 20 str.

Loskutova L.A. Osjetljivost krutih eksplozivnih sustava na mehaničke utjecaje: smjernice / L.A. Loskutova, A.S. Kozlov - St. Petersburg: SPbGI (TU), 2007. - 22 str.

2.6 Klasifikacija eksploziva

Svi eksplozivi mogu se podijeliti u sljedeće skupine:

skupina I – inicirajući (primarni) eksplozivi;

grupa II - brizantni eksplozivi, ili drobljivi (sekundarni) eksplozivi;

grupa III - pogonski eksplozivi, odnosno baruti.

Glavna obilježja za podjelu eksploziva u skupine su: način pretvorbe eksploziva karakterističan za svaki od njih (izgaranje ili detonacija) i uvjeti za njegovu ekscitaciju.

Grupa I–inicirajući (primarni) eksplozivi. Ovi se eksplozivi često nazivaju primarnima jer služe za iniciranje detonacije visokoeksplozivnih sredstava, zvanih sekundarni eksplozivi, i za paljenje pogonskih eksploziva.

Karakteristična vrsta eksplozivne transformacije tvari ove skupine je detonacija. Lako eksplodiraju od jednostavnih vrsta vanjskog utjecaja - plamena, udara, proboja, trenja. Izgaranje inicirajućih eksploziva (IEV) je nestabilno čak i pri atmosferskom tlaku, a kada se zapale, detonacija se događa gotovo trenutno.

Najvažniji predstavnici inicijalnih tvari su:

živin fulminat;

olovni azid;

Olovni trinitrorezorcinat ili TNRS;

tetrazen

Grupa II–miniranje ili drobljenje eksploziva. Karakteristična vrsta eksplozivne pretvorbe eksploziva ove skupine je detonacija; Sposobni su gorjeti, ali pod određenim uvjetima izgaranje može postati nestabilno i dovesti do eksplozije ili detonacije.

Visoki eksplozivi uglavnom se koriste za punjenje streljiva i za operacije miniranja.

Na temelju njihove kemijske prirode i sastava, eksplozivi se mogu podijeliti u tri klase:

Prvi razred– nitratni esteri ili nitrati alkohola ili ugljikohidrata (nitroesteri).

Ugljikohidratni esteri dušične kiseline. Glavni predstavnik ovih eksploziva su celulozni nitrati (nitroceluloza), koji se ovisno o sadržaju dušika dijele na dvije vrste: piroksiline i koloksiline.

Alkoholni esteri dušične kiseline. Tipični predstavnici su:

a) nitroglicerin;

b) dinitrodiglikola;

Drugi razred–nitro spojevi. Oni predstavljaju najvažniju klasu eksploziva. To uključuje:

a) trinitrotoluen ili TNT;

b) trinitroksilen ili ksilil;

c) trinitrofenol ili pikrinska kiselina;

d) tetril;

e) heksogen;

e) oktogen.

Značajnu primjenu pronašle su legure nitro spojeva, primjerice TNT s dinitronaftalenom, heksogenom ili ksililom, te mehaničke smjese nekih nitro spojeva ili njihovih legura s drugim tvarima ili aluminijem u prahu.

Treća klasa–eksplozivne smjese s oksidansima, koje su smjese oksidansa s eksplozivnom ili zapaljivom tvari.

Grupa III–pogonski eksplozivi ili barut. Za tvari ove skupine karakteristična vrsta eksplozivne transformacije je izgaranje, koje se ne pretvara u detonaciju čak ni pri visokim tlakovima koji se razvijaju u uvjetima pucnja; Te su tvari prikladne za prenošenje gibanja metku ili projektilu u cijevi oružja i za prenošenje gibanja projektilima.

Za početak izgaranja potrebno je djelovanje plamena. Po fizikalnoj i kemijskoj strukturi pogonski eksplozivi mogu se podijeliti u dvije klase: nitrocelulozni prah i kruta raketna goriva.

Nitrocelulozni prahovi- Riječ je o pogonskim eksplozivima čija su osnova nitrati celuloze, plastificirani nekim otapalom.

Kruta miješana i pirotehnička goriva proizvode se u obliku mješavina oksidansa, zapaljivih tvari i veziva (polimera).

2.6.1 Iniciranje eksploziva

Inicirajući eksplozivi (IEV) razlikuju se od ostalih skupina eksploziva po tome što gore nestabilno, a kada se zapale, njihovo izgaranje gotovo trenutno prelazi u detonaciju.

Utvrđeno je da čak i pri niskim tlakovima eksplozivi izgaraju velikom brzinom, koja naglo raste s povećanjem tlaka do vrijednosti pri kojima izgaranje postaje nestabilno.

IVS karakterizira visoka stopa potpunog izgaranja, što dovodi do postizanja visoke temperature produkata izgaranja; Zbog toga se novi slojevi eksploziva lako zapale, a brzina izgaranja mase raste.

Povećanje brzine izgaranja mase u tim slučajevima dovodi do nestabilnog izgaranja i, posljedično, do brzog prijelaza na detonaciju. Povećanje brzine detonacije također se može karakterizirati debljinom eksplozivnog sloja, kroz koji se postiže maksimalna (održiva) brzina detonacije. Debljina ovog eksplozivnog sloja naziva se dionica ubrzanja detonacije.

Inicirajuće eksplozive karakterizira kratko vrijeme porasta i, sukladno tome, kratki dio ubrzanja brzine detonacije. Uz kratko razdoblje ubrzanja, inicirajući eksplozivi moraju imati dovoljnu brizantnost za iniciranje detonacije sekundarnih eksploziva.

Poznat je vrlo velik broj inicirajućih eksploziva, no samo je nekoliko njih našlo praktičnu primjenu. O najvažnijim od ovih tvari bit će riječi u nastavku: živin fulminat, olovni azid, olovov trinitrorezorcinat, tetrazen i diazodinitrofenol.

Živin fulminatg(OKONS) 2 dobiva se otapanjem metalne žive u dušičnoj kiselini i dodavanjem dobivene otopine etilnom alkoholu. Živin fulminat je bijeli ili sivi kristalni prah. Voda smanjuje osjetljivost živinog fulminata na mehanički stres i druge vrste inicijalnog impulsa. Kada je sadržaj vode 30%, ne zapali se od vatrenog snopa. Zbog toga se živin fulminat obično skladišti pod vodom.

Živin fulminat koristi se za proizvodnju udarnih i udarnih spojeva, za opremanje kapisli upaljača i kapisli detonatora. Živin fulminat se, kao i drugi inicirajući eksplozivi, zbog svoje visoke osjetljivosti transportira samo u obliku gotovih proizvoda (kapsula).

Olovo azid dobiva se izmjenjivačkom razgradnjom natrijeva azida s olovnim nitratom miješanjem vodenih otopina tih soli.

Olovni azid taloži se u obliku fino kristalnog, netekućeg i stoga neprikladnog za opremu (doziranje) praha. Stoga se mala količina parafina, dekstrina ili druge ljepljive tvari (koja je također flegmatizator) unosi u olovni azid i granulira. Granule se suše i sortiraju kako bi se uklonile velike grudice i prašina.

Olovni azid nije dovoljno osjetljiv na plamenu zraku i probijanje. Kako bi se osigurala nesmetana detonacija od uboda uboda ili snopa plamena u azidnim detonatorskim kapsulama, posebni spojevi za paljenje koji su osjetljiviji na odgovarajući impuls pritisnuti su na vrh sloja olovnog azida.

U usporedbi sa živinim fulminatom, olovni azid ima niz važnih prednosti:

1) njegov inicijalni učinak je mnogo veći, stoga je količina olovnog azida u detonatorskim kapislama 2-2,5 puta manja od količine živinog fulminata;

2) manje je osjetljiv na udarce, što je posebno važno za upotrebu u topničkim detonatorskim kapislama;

3) proizvodnja olovnog azida ne zahtijeva rijetke ili skupe materijale, dok proizvodnja živinog fulminata zahtijeva skupu živu.

Trinitrorezorcinat olova ili TNRS, dobiva se reakcijom natrijeve soli stifinske kiseline s olovnim nitratom u vodenoj otopini. Osjetljivo na plamen; Kada se zapali, proizvodi snažan snop vatre. Osjetljivost na udar je manja od one olovnog azida. Koristi se za paljenje olovnog azida u kapisli detonatora, kao iu udarnim sastavima za opremanje kapisli za paljenje.

tetrazen To je fini kristalni prah žućkaste nijanse. Brizantnost tetrazena je niska; nema dovoljnu sposobnost iniciranja za iniciranje detonacije sekundarnih eksploziva. Po osjetljivosti na trenje i udar blizak je živinom fulminatu. Dodavanje 2...3% tetrazena olovnom azidu naglo povećava osjetljivost potonjeg na bockanje. Tetrazen se također koristi u smjesi s TNRS-om u udarnim sastavima kapisli za upaljač i sastavima za pin-on detonatorskih kapisli. Ovdje igra ulogu TNRS senzibilizatora. Tetrazen se koristi za proizvodnju ne-korozivnih sastava nekih početnica za paljenje patrone.

2.6.2 Visoki eksplozivi

Visoki eksplozivi se koriste za punjenje streljiva (granate, mine, zračne bombe). Ovisno o namjeni streljiva postavljaju se zahtjevi visoke eksplozivnosti i eksplozivnosti eksploziva. Zahtjevi u pogledu osjetljivosti eksploziva na mehaničke utjecaje utvrđuju se ovisno o uvjetima službene uporabe i djelovanju streljiva na cilj.

Kao karakteristika stupnja mehaničkog utjecaja na eksplozivno punjenje uzima se napon koji se razvija u opasnom dijelu eksplozivnog punjenja pri ispaljivanju ili probijanju oklopa.

2.6.2.1 Nitratni esteri (nitrati)

Nitroglicerin. Da bi se dobio nitroglicerin, glicerin se tretira mješavinom sumporne i dušične kiseline. Nakon što se nitroglicerin odvoji od kiselina, ispire se dok ne postane neutralan kako bi se dobio kemijski otporan proizvod. Nitroglicerin je uljasta, bistra tekućina. Osjetljivost nitroglicerina na udar je velika - daje eksplozije kada teret mase padne
2 kg s visine 4 cm.

Nitroglicerin se koristi za pripremu nitroglicerinskog praha i eksploziva, kao što je dinamit. Nitroglicerinski eksplozivi nisu prikladni za punjenje streljiva zbog njihove velike osjetljivosti na udarce i trenje.

grijaće tijelo. Od Drugog svjetskog rata, nitratni ester pentaeritritola - pentaeritritol - tetranitrat, ili PETN, dobio je značajan značaj.

PETN se dobiva nitracijom tetrahidričnog alkohola pentaeritritola. PETN je kemijski otporan u usporedbi s drugim nitratnim esterima. Osjetljiviji je na udar od TNT-a, tetrila pa čak i od heksogena (proizvodi eksplozije kada teret težine 2 kg padne s visine od 30 cm, a kada je teret težak 10 kg i visina pada mu 25 cm, eksplozije se događaju za 100 % eksperimenata). Osjetljivost grijača na detonaciju nešto je veća nego kod heksogena i drugih sekundarnih eksploziva.

Čisti grijači elementi koriste se kao sekundarna punjenja za punjenje detonatorskih kapisli, a flegmatizirani se koriste za punjenje detonatorskih užeta, detonatora, kumulativnih i nekih drugih projektila.

2.6.2.2 Nitro spojevi

Nitro spojevi najvažnija su klasa jakih eksploziva; Mnoge predstavnike ove klase karakteriziraju značajni visokoeksplozivni i eksplozivni učinci uz nisku osjetljivost na mehanički stres u usporedbi s eksplozivima drugih klasa.

Polazni materijali za proizvodnju aromatskih nitro spojeva su aromatski ugljikovodici i njihovi derivati: benzen C 6 H 6, toluen C 6 H 5 CH 3, ksilen C 6 H 4 (CH 3) 2, naftalen, fenol C 6 H 5 OH , dimetilanilin C6H5(CH3)2, itd.

Te se tvari dobivaju iz nusproizvoda koksiranja ugljena: koksnog plina i katrana. Trenutno se velike količine aromatskih ugljikovodika (benzen, ksilen i, uglavnom, toluen) proizvode tijekom katalitičkog krekiranja i reformiranja nafte. Daljnjom kemijskom preradom ovih tvari dobivaju se fenol i drugi derivati ​​aromatskih ugljikovodika.

Za dobivanje nitro spojeva djeluju na ugljikovodike ili njihove derivate mješavinom dušične i sumporne kiseline.

TNT. Najvažniji predstavnik klase nitro spojeva je trinitrotoluen ili TNT. Temperatura skrućivanja kemijski čistog trinitrotoluena je 80,85°C. Temperatura skrućivanja tehničkog proizvoda je kriterij njegove čistoće.

Trinitrotoluen praktički ne stupa u interakciju s metalima. Osjetljivost trinitrotoluena na mehanički stres, a posebno na udar, relativno je niska, što je njegova glavna prednost u odnosu na mnoge druge nitro spojeve. Kod ispitivanja na zabijaču stupova (opterećenje 10 kg, visina pada 25 cm) TNT daje od 4 do 8% eksplozija, a tetril, na primjer, oko 50%.

Upotreba TNT-a. TNT je glavni eksploziv za punjenje streljiva. Zbog svoje relativno niske osjetljivosti na mehanička naprezanja uz zadovoljavajuće visokoeksplozivno i visokoeksplozivno djelovanje, TNT je i dalje najbolji eksploziv za granate za mornarička i obalna topništva. Za punjenje oklopnih granata u ove topove korišten je flegmatizirani TNT koji se sastoji od 94% TNT-a, 4% naftalena i 2% dinitrobenzena, ali moguće je koristiti i čisti TNT.

TNT se u značajnim količinama koristio u legurama s drugim nitro spojevima: s heksogenom za opremanje kumulativnih projektila i projektila malog kalibra. TNT je korišten u ratnim uvjetima u mješavinama s amonijevim nitratom. Patrone i bombe za miniranje također se pripremaju od TNT-a.

Heksogen. Heksogen i prethodno opisani grijač spadaju u najjače i najeksplozivnije eksplozive. Da bi se smanjila osjetljivost heksogena na udar i trenje, flegmatizira se parafinom, voskom, cerezinom i drugim tvarima, kao i di- i trinitrotoluenom i drugim nitro spojevima.

Zbog visoke osjetljivosti čistih eksploziva na mehanička opterećenja, za prešanje se koristi samo flegmatizirani RDX. U ovom obliku iz njega se prešaju naboji detonatora, kumulativnih i malokalibarskih projektila.

Primjena heksogena.Čisti heksogen, slično grijačima, koristi se samo za izradu detonatorskih kapisli. Heksogen nalazi značajnu primjenu u obliku legura s drugim nitro spojevima, primjerice s TNT-om, za opremanje raznog streljiva. Takve su smjese manje osjetljive od RDX-a i snažnije od TNT-a.

HMX dobiva se reakcijom heksamina s dušičnom kiselinom i amonijevim nitratom u mediju octene kiseline i anhidrida octene kiseline. Talište i otpornost na toplinu znatno su viši nego kod heksogena. Osjetljivost na udar - 50% eksplozija kada teret težine 5 kg padne s visine od 42 cm.

HMX se koristi kao eksploziv otporan na toplinu pri bušenju dubokih bušotina i drobljenju vrućih ingota eksplozivnom metodom, pri istovaru i popravku visokih peći. Koristi se u vojnim objektima iu obliku samostalnih punjenja iu smjesi s TNT-om (Octol), a koristi se iu čvrstim raketnim gorivima i topničkim prahom.

2.6.3 Eksplozivne smjese koje sadrže oksidante

Eksplozivi amonijevog nitrata. Eksplozivi na bazi amonijevog nitrata (skraćeno ASVV) su eksplozivne smjese čija je glavna komponenta amonijev nitrat.

Oksidacijsko sredstvo u ASVV je amonijev nitrat, a gorivo razne tvari, kako eksplozivne (TNT, ksilil i drugi nitro spojevi), tako i neeksplozivne (drvno ili drugo organsko brašno i sl.). U sastav pojedinih ASVV-a ulaze i neki posebni dodaci, npr. natrijev klorid u ASVV-ima za rudnike ugljena koji su opasni zbog plina ili prašine.

ASBB, koji sadrže eksplozivne nitro spojeve, nazivaju se amoniti. ASVP-i koji osim amonijevog nitrata sadrže i neeksplozivne zapaljive materijale nazivaju se dinamonima. ASVV, koji sadrži aluminij, naziva se amonal.

U usporedbi s drugim eksplozivnim smjesama, ASVV karakterizira smanjena osjetljivost na mehanički stres; kao rezultat toga, kao i njihove niske cijene, zadovoljavajućeg visokoeksplozivnog i eksplozivnog djelovanja, naširoko su korišteni za opremanje mnogih vrsta streljiva; iz istih razloga, naširoko se, au Rusiji - gotovo isključivo koriste za industrijsko miniranje.

2.6.4 Pogonski eksplozivi

2.6.4.1 Crni barut

Sastav i komponente crnog baruta. Prosječni sastav crnog baruta: 75% nitrata (uglavnom kalija), 15% ugljena, 10% sumpora.

Kalijev nitrat je malo higroskopan; Ova važna kvaliteta osigurava fizičku stabilnost (nedostatak vlage) baruta napravljenog od njega. Talište 334°C.

Natrijev nitrat nije prikladan za proizvodnju vojnog baruta zbog svoje visoke higroskopnosti.

Sumpor je svijetložuta čvrsta kristalna tvar, netopljiva u vodi, tališta 114,5°C.

Ugljen za proizvodnju baruta koristi se od mekog drva, najčešće krkavine ili johe. Način njegove pripreme, prije svega stupanj pečenja, od velike je važnosti za kvalitetu ugljena. Trenutno se pretežno koristi ugljen s udjelom ugljika od 74 do 78%.

O mehanizmu eksplozivne transformacije crnog baruta. Reakcija između čvrstih tvari odvija se vrlo sporo. Bowdenovo istraživanje pokazalo je da se sumpor topi u ranoj fazi paljenja crnog baruta. Rezultirajući bliski kontakt tekućeg sumpora s kalijevim nitratom i organskim tvarima sadržanim u ugljenu dovodi do povećanja brzine reakcije do vrijednosti karakterističnih za eksplozivnu transformaciju. Kada se postigne normalna brzina gorenja baruta, oslobađa se količina topline pri kojoj je moguća izravna oksidacija ugljika s kalijevim nitratom.

Teža zapaljivost baruta bez sumpora objašnjava se činjenicom da se tekuća faza u takvom barutu može pojaviti tek pri taljenju nitrata višeg tališta (talište kalijeva nitrata je 334°C).

Svojstva crnog baruta. Crni prah je škriljasto sive boje i ima mat sjaj, s velikim zrncima često u rasponu od plavo-crne do sivo-crne boje s metalnim sjajem. Što se tiče osjetljivosti na udar, crni barut je jedan od najsigurnijih eksploziva za rukovanje (kvar nastaje pri padu tereta od 10 kg s visine od 35 cm, eksplozije pri padu tereta na visini od 45 cm).

Osjetljivost crnog baruta na plamen pa čak i na malu iskru uzrokovanu udarom metalnih predmeta predstavlja veliku opasnost pri rukovanju njime.

Upotreba crnog baruta. Trenutno se koriste crni prahovi:

a) za opremanje udaljenih cijevi (cijevni barut);

b) za izradu stupova koji služe za prijenos vatre do izbacnog punjenja u šrapnelima;

c) kao izbacujući naboj u gelerima, zapaljivim i svjetlećim granatama;

d) za proizvodnju usporivača i pojačivača plamenog snopa u cijevima i osiguračima;

e) za proizvodnju kolača praha u čahurama kapsule;

f) za izradu upaljača za punjenja od nitroceluloznog praha i pirotehničkih proizvoda;

g) za proizvodnju vatrenog kabela.

Osim toga, crni barut se koristi u lovačkom oružju i za neke vrste rudarstva (kopanje komadnog kamena).

2.6.4.2 Nitrocelulozni pogonski plinovi

Karakteristična vrsta eksplozivne transformacije baruta je izgaranje, koje u uvjetima paljenja ne prelazi u detonaciju. Poznato je da se brzina gorenja baruta povećava s povećanjem tlaka. Međutim, čak i kada pucate iz pištolja, gdje je moguće povećati pritisak na 3000 . 10 5 N/m 2 (3000 kgf/cm 2), povećanje brzine gorenja baruta ne predstavlja opasnost u smislu oštećenja cijevi.

Proučavanje izgaranja nitroceluloznih prahova pri povišenom tlaku dovelo je do formuliranja glavnih odredbi zakona izgaranja ovih prahova:

1) paljenje baruta u zatvorenom volumenu događa se trenutno;

2) izgaranje se odvija u paralelnim slojevima istom brzinom na svim stranama elementa praha.

To omogućuje, odabirom oblika i veličine elemenata baruta, kontrolu dotoka plinova i osiguravanje postizanja potrebnih balističkih parametara hica.

Komponente nitroceluloznih prahova. Nitrocelulozni prahovi dobili su ime po svojoj glavnoj komponenti, nitrocelulozi. To je nitroceluloza, odgovarajući
Način plastificiranja i zbijanja određuje osnovna svojstva karakteristična za nitrocelulozne prahove.

Da biste pretvorili nitrocelulozu u barut, prvo vam je potrebno otapalo (plastifikator).

Da bi se barutu dala niz posebnih svojstava, koriste se aditivi: stabilizatori, flegmatizatori i drugi.

Nitroceluloza. Za proizvodnju nitroceluloze koristi se celuloza koja se nalazi u pamuku, drvu, lanu, konoplji, slami itd. u količinama od 92...93% (pamuk) do 50...60% (drvo). Za proizvodnju visokokvalitetne nitroceluloze
Koristi se čista celuloza dobivena iz navedenih biljnih sirovina posebnom kemijskom obradom.

Nitracija celuloze ne provodi se čistom dušičnom kiselinom, već njezinom mješavinom sa sumpornom kiselinom. Interakcija celuloze s dušičnom kiselinom popraćena je oslobađanjem vode. Voda razrjeđuje dušičnu kiselinu, što slabi njezino nitrirajuće djelovanje. Sumporna kiselina veže oslobođenu vodu, koja više ne može spriječiti esterizaciju.

Što je smjesa kiselina jača, t.j. što manje vode sadrži, to je veći stupanj esterifikacije celuloze. Odgovarajućim odabirom sastava kiselinske smjese može se dobiti nitroceluloza zadanog stupnja esterifikacije.

Stabilizatori. Difenilamin se koristi kao stabilizator u piroksilinskim prahovima. Stabilizirajući učinak difenilamina temelji se na činjenici da lako stupa u interakciju s primarnim produktima razgradnje nitroceluloze - dušikovim oksidima, dušičnom i dušičnom kiselinom, tvoreći kemijski stabilne nitrozo i nitro spojeve.

U barutima na bazi slabo hlapljivih otapala kao stabilizator koriste se derivati ​​uree - centraliti.

Flegmatizatori su tvari koje smanjuju brzinu gorenja površinskih slojeva praškastih elemenata. Na primjer, kamfor se koristi kao flegmatizator. Kamfor je čvrsta hlapljiva tvar specifičnog mirisa; teško topljiv u vodi, topiv u alkoholu.

Grafit. Sitnozrnati i lamelarni baruti presvučeni su tankim slojem grafita da bi se otklonilo naelektrisanje baruta i lijepljenje zrna; Osim toga, grafitizacija povećava gravimetrijsku gustoću. Na primjer, grafitnim premazom uspjela je povećati gravimetrijsku gustoću puščanog baruta s 0,5 na 0,7 kg/dm 3 , dok je kapacitet čahure povećan s 2,5 na 3,48 g baruta.

Svojstva nitroceluloznih prahova. Balistička svojstva baruta ocjenjuju se početnom brzinom projektila, maksimalnim tlakom barutnih plinova i vjerojatnim odstupanjem početnih brzina u nizu hitaca. Sposobnost baruta da održava konstantnost ove tri vrijednosti tijekom dugotrajnog skladištenja naziva se balistička stabilnost baruta.

Svi eksplozivi koji se koriste u vojnim poslovima, prema njihovoj praktičnoj primjeni, dijele se u tri glavne skupine:

• iniciranje eksploziva;
• jaki eksplozivi;
• pogonski eksplozivi (prah).

Skupina jakih eksploziva η je pak podijeljena u tri podskupine:

• Eksplozivi velike snage (s TNT ekvivalentom većim od 1);
• Eksplozivi normalne snage (s TNT ekvivalentom 0,8 do 1);
• Eksplozivi smanjene snage (s TNT ekvivalentom manjim od 0,8).

Pobuđivanje procesa eksplozivne pretvorbe eksploziva naziva se inicijacija.

Da bi se pokrenula eksplozivna transformacija eksploziva, potrebno mu je određenim intenzitetom predati određenu količinu energije, koja može biti:

• mehanički (udarac, probijanje, trenje);
• toplinski (iskra, plamen, zagrijavanje);
• električni (iskreće pražnjenje);
• kemijska (reakcija s intenzivnim oslobađanjem topline);
• energija eksplozije drugog eksploziva (eksplozija detonatorske čahure ili susjednog punjenja).

Pokretanje eksploziva

Inicirajući eksplozivi vrlo su osjetljivi na vanjske utjecaje (udar, trenje i požar). Eksplozija relativno male količine inicirajućeg eksploziva u izravnom kontaktu s jakim eksplozivom uzrokuje detonaciju potonjeg.

Zbog ovih svojstava inicirajući eksplozivi koriste se isključivo za opremanje inicirajućih sredstava (detonatorske kapisle, upaljač i sl.).

Pokretanje eksploziva uključuje:

• živin fulminat;
• olovni azid;
• teneres (TNRS).

Inicirajući eksplozivi također mogu uključivati ​​takozvane sastave kapsule, čija se eksplozija može koristiti za iniciranje detonacije inicirajućih eksploziva ili za paljenje baruta i proizvoda od njih.

Živin fulminat je finokristalna zrnasta tvar bijele ili sive boje, čija je specifična težina 4,42. Živin fulminat je otrovan i slabo topiv u hladnoj i vrućoj vodi; raspada se kuhanjem u vodi.

Živin fulminat najosjetljiviji je na udarce, trenje i toplinske učinke u usporedbi s drugim inicirajućim eksplozivima koji se koriste u praksi; plamište mu je 160-165°C. Kad se živin fulminat navlaži, smanjuju se njegova eksplozivna svojstva i osjetljivost na početni impuls (npr. pri 10% vlažnosti živin fulminat samo gori bez detonacije, a pri 30% vlažnosti ne gori niti detonira); na temperaturama ispod -80°C može pokvariti.

Živin fulminat nastaje djelovanjem etilnog (vinskog) alkohola na otopinu žive u dušičnoj kiselini; koristi se za opremanje kapisli detonatora i kapisli upaljača.

Živin fulminat u nedostatku vlage ne reagira kemijski s bakrom i njegovim legurama. Snažno djeluje s aluminijem, oslobađajući toplinu i stvarajući neeksplozivne spojeve (dolazi do tzv. procesa korozije aluminija). Stoga su čahure eksplozivnih živinih kapilara izrađene od bakra ili kupronikla, a ne od aluminija.

Olovo azid je finokristalna, netekuća, bijela tvar; specifična težina – 4,7-4,8. Da bi olovni azid dobio svojstva rasute tvari, što je potrebno pri opremanju detonatorskih kapisla, flegmatizira se i granulira (zrna). Olovni azid je slabo topljiv u vodi.

Olovni azid manje je osjetljiv na udarce, trenje i vatru nego živin fulminat; plamište je sto - oko 31 (GS. Za pouzdano pobuđivanje detonacije olovnog azida djelovanjem plamena prekriva se slojem tenera. Za pobuđivanje detonacije u olovnom azidu mehaničkim probijanjem potrebno je obložen slojem posebnog sastava za bušenje.

Olovni azid ne gubi sposobnost detonacije kada se navlaži i na niskim temperaturama; njegova inicijacijska sposobnost znatno je veća od inicijacijske sposobnosti živinog fulminata.

Olovni azid dobiva se reakcijom otopina natrijevog azida i olovnog nitrata; koristi se za opremanje detonatorskih kapisli.

Olovni azid kemijski ne stupa u interakciju s aluminijem, ali aktivno stupa u interakciju s bakrom i njegovim legurama, stoga su čahure punjene olovnim azidom izrađene od aluminija, a ne od bakra.

Teneres(olovo trinitroresorcinat, TNRS) je finokristalna, netekuća tvar tamnožute boje, specifične težine - 3,08. Da bi se ovoj tvari dala svojstva sipkosti, ona se flegmatizira i granulira. Topivost tenera u vodi je zanemariva.

Osjetljivost tenera na udar približno je šest puta manja od osjetljivosti živinog fulminata i upola manje od osjetljivosti olovnog azida; Što se tiče osjetljivosti na trenje, teneres zauzima srednje mjesto između živinog fulminata i olovnog azida. Teneres je prilično osjetljiv na toplinu, s plamištem od 270°C. Kada je izložen izravnoj sunčevoj svjetlosti, potamni i raspada se. Teneres ne reagira kemijski s metalima.

Teneres se dobiva reakcijom otopina olovnog nitrata i natrijeva stifnata. Zbog niske sposobnosti iniciranja, teneres nema samostalnu upotrebu, ali se koristi u nekim vrstama detonatorskih kapisli kako bi se osiguralo iniciranje olovnog azida bez greške.

Formulacije kapsula, koji se koriste za opremanje početnica za paljenje, mehaničke su mješavine niza tvari koje međusobno ne kemijski djeluju.

Najčešće tvari uključene u formulacije kapsula su živin fulminat, kalijev klorat (Bertholometa sol) i antimonov trisulfid (antimonij).

Pod utjecajem udarca ili probijanja upaljača, sastav upaljača se zapali uz stvaranje vatrenog snopa koji može zapaliti barut ili izazvati detonaciju inicirajućeg eksploziva.