Взрывчатые вещества

Взрывчатые вещества.

Пиротехнические

Основные типы взрывчатых веществ по составу и классификация их по применению Взрывчатые вещества весьма разнообразны по своему химическому составу, физическим свойствам и агрегатному состоянию.

Известно много BB, представляющих собой твердые тела, менее распространены жидкие, есть и газообразные, например смесь метана с воздухом. В принципе взрывчатым веществом может быть любая смесь горючего с окислителем. Самое древнее BB — дымный порох — представляет собой смесь двух горючих (уголь и сера) с окислителем (калиевая селитра). Другой вид подобных смесей — оксиликвиты — представляет собой смесь тонкодисперсного горючего (сажа, мох, опилки и т. д.) с жидким кислородом. Необходимым условием получения BB из горючего и окислителя является их тщательное смешение. Однако, как бы тщательно ни были перемешаны составные части взрывчатой смеси, невозможно добиться такой равномерности состава, при которой с каждой молекулой горючего соседствовала бы молекула окислителя. Поэтому в механических смесях скорость химической реакции при взрывном превращении никогда не достигает максимального значения. Такого недостатка не имеют взрывчатые химические соединения, в молекулу которых входят атомы горючего (углерода, водорода) и атомы окислителя (кислорода). К взрывчатым химическим соединениям, молекула которых содержит атомы горючих элементов и кислорода, относятся сложные азотнокислые эфиры многоатомных спиртов, так называемые нитроэфиры, и нитросоединения ароматических углеводородов. Наиболее широкое применение нашли следующие нитроэфиры:глицеринтринитрат (нитроглицерин)—C3H3(ONO2)3, пентаэритриттетранитрат (тэн) — C(CH2ONO2)4, нитраты целлюлозы (нитроцеллюлоза)—[C6H7O2(ОН)3-n(ONO2) n]x. Из нитросоединений в первую очередь следует назвать тринитротолуол (тротил)—C6H2(NO2)3CH3 и тринитрофенол (пикриновая кислота) —C6H2(NO2)3OH. Кроме указанных нитросоединений широко применяются нитроамины: тринитрофенилметилнитроамин (тетрил) — C6H2(NO2)3NCH3NO2, циклотриметилентри-нитроамин (гексоген) — C3H6N6O6 и циклотетраметилен-тетранитроамин (октоген) — C4H8N8O8. У нитросоединений и нитроэфиров все, тепло или основная часть тепла при взрыве выделяется в результате окисления горючих элементов кислородом. Применяют также BB, выделяющие тепло при распаде молекул, на образование которых было затрачено большое количество энергии. Примером подобных BB является азид свинца — Pb(N3)2. Взрывчатые вещества, относящиеся по своей химической структуре к определенному классу соединений, обладают некоторыми общими свойствами. Однако в пределах одного класса химических соединений различия в свойствах BB могут быть значительными, так как BB во многом определяются физическими свойствами и структурой вещества. Поэтому классифицировать BB по их принадлежности к определенному классу химических соединений довольно трудно. Их классифицируют обычно в зависимости от областей применения. В соответствии с этой классификацией BB делят на три основные группы: инициирующие, бризантные и ме- тательные BB (пороха). [Шагов Ю. В. Ш15 Взрывчатые вещества и пороха]

Бризантные

БРИЗАНТНЫЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА (а. detonating explosives, desruptive explosives, high explosives; н. hochexplosive, Sprengstoffe Brisanzsprengstoffe; ф. explosifs brisants; и. explosivos rompedores) — вещества, превращение которых происходит в форме детонации; используются в целях разрушения, дробления горных пород, металлических оболочек боеприпасов, сооружений и т.п.

Бризантные взрывчатые вещества могут быть отдельными химическими соединениями (тротил, гексоген, тэн,нитроглицерин и другие нитросоединения и органические нитраты) и смесями (аммониты, динамоны, аммоналы,динамиты и др.). Детонация в бризантных взрывчатых веществах возбуждается взрывом инициирующих взрывчатых веществ, вследствие чего бризантные взрывчатые вещества называют также вторичными. Бризантные взрывчатые вещества применяют на взрывных работах в горной промышленности, строительстве и других областях народного хозяйства, при обработке металлов взрывом, в сейсморазведке и др.

Метательные

Метательные взрывчатые вещества взрываются только от детонации и характеризуются сравнительной медленностью своего разложения. Например, скорость распространения взрыва черного пороха составляет всего 300 - 400 м / с. Подобные взрывчатые вещества применяют для снаряжения ружейных и орудийных зарядов. Вследствие сравнительно малой скорости разложения метательного взрывчатого вещества пуля или снаряд за время взрыва успевает покинуть ствол и открыть выход образующимся газам. Напротив, при снаряжении патрона пироксилином ствол в момент выстрела был бы разорван. Поэтому изготовление бездымных порохов на базе пироксилина и сводится главным образом к уменьшению скорости его разложения путем добавки к нему веществ, не имеющих взрывчатого характера. 

К метательным взрывчатым веществам относятся главным образом пороха. Скорость горения их поддается регулированию изменением состава и формы пороха, что дает возможность управлять скоростью нарастания давления в замкнутом пространстве.

 Инициирующие 

Инициирующие взрывчатые вещества — индивидуальные вещества или смеси, легко взрывающиеся под действием простого начального импульса (удар, трение, луч огня) с выделением энергии, достаточной для воспламенения или детонации бризантных взрывчатых веществ. Характерная особенность инициирующих взрывчатых веществ — легкий переход горения во взрыв в тех условиях, в которых такой переход для вторичных взрывчатых веществ не происходит.

Требования, предъявляемые к инициирующим взрывчатым веществам: высокая инициирующая способность, обеспечивающая безотказное возбуждение взрыва в заряде вторичного взрывчатого вещества при малых количествах инициирующего вещества; безопасность в обращении и применении; хорошая сыпучесть и прессуемость, необходимые для точных навесок и предупреждения высыпания из готовых изделий; химическая и физическая стойкость; совместимость со вторичными ВВ и конструкционными материалами; влагостойкость.

Инициирующие взрывчатые вещества применяют в военном деле, горнодобывающей промышленности в виде зарядов в специальной конструкции — так называемые капсюли-детонаторы и капсюли-воспламенители.

В технике применяют главным образом тетразен, гремучую ртуть, азид и тринитрорезорцинат свинца. 

Смесевые инициирующие взрывчатые вещества состоят из нескольких компонентов, хотя бы один из которых является окислителем, а другие - горючим; кроме того, они обычно содержат добавочные компоненты, увеличивающие чувствительность состава к начальному импульсу, улучшающие прессуемость и сыпучесть, увеличивающие влагостойкость и т. п. Содержание компонентов обусловлено требованиями, предъявляемыми к инициирующим взрывчатым веществам. Так, смесевое инициирующие взрывчатые вещества для капсюлей-воспламенителей ударного действия содержит 16-28% гремучей ртути, 36-55% КСlО₃ и 28-37% Sb₂S₃.

Способность инициирующих взрывчатых веществ, взятых в небольшом количестве, вызывать детонацию других ВВ называют их инициирующей способностью. Она характеризуется предельным инициирующим зарядом, т.е. минимальным количеством инициирующих взрывчатых веществ, способным в определенных условиях вызвать детонацию вторичного ВВ. Для тетрила в некоторых условиях предельный инициирующий заряд азида свинца составляет 0,025 г, гремучей ртути - 0,29 г, для тротила - соотв. 0,09 и 0,36 г. Инициирующая способность инициирующих взрывчатых веществ при одном и том же вторичном заряде и использовании при одних и тех же условиях зависит от его плотности, степени чистоты, размера кристаллов, условий снаряжения, конструкции заряда и изделия и др. 

Инициирующие взрывчатые вещества применяют в военной технике и взрывном деле в виде малых (доли грамма) зарядов, помещенных в спец. конструкции - так называемые капсюли-детонаторы и капсюли-воспламенители, которые предназначены для возбуждения детонации вторичных ВВ или для воспламенения порохов и пиротехнических составов. В капсюлях-детонаторах, как правило, применяют индивидуальные соединения, а в капсюлях-воспламенителях - различные смеси, один из компонентов которых - инициирующие взрывчатые вещества Производство инициирующих взрывчатых веществ и обращение с ними требуют особых мер предосторожности из-за большой опасности возникновения взрыва. Перевозить их можно только в виде изделий. А. Е. Фогельзанг.