Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2013 » Декабрь » 15 » Классификация энергонасыщенных аммиачноселитрянных композиций
21:05
Классификация энергонасыщенных аммиачноселитрянных композиций

В прошлый раз мы рассмотрели наиболее распространенные топлива, используемые в качестве компонентов бинарных смесей с нитратом аммония. Теперь введем ясность в типы и классы АСБВВ.

Наиболее простыми и дешевыми смесями на основе аммиачной селитры (АС) остаются "динаммоны”. Название этой группы композиций происходит от древнегреческого слова "динамос”, что значит движение, перемещение. Впервые эти смеси были предложены в качестве БВВ еще в 80-е годы 19-го века. Почувствовав в новом классе БВВ серьезного конкурента, А.Нобель выкупил патент на новые БВВ и заморозил его реализацию. К тому же, в те времена аммиачная селитра стоила дорого, так как, получали ее из минеральных селитр (нитратов калия, кальция и натрия).

Сдвиг произошел в начале 20-го века, когда активные разработки природных ресурсов и крупные стройки потребовали мощной и в то же время, безопасной в обращении БВВ, не вызывающей воспламенение топливно-воздушных смесей в шахтах и других подземных коммуникациях. Тут вспомнили про АС, ведь ее температура детонации почти в три раза ниже, чем у знаменитого динамита. Не смотря на несколько меньшую мощность и низкую восприимчивость к детонации, АСБВВ нашли свое первое применение в горном деле. Тогда же они получили свое имя – антигризутные БВВ.

Судьба АСБВВ радикально изменилась накануне первой мировой войны, когда в Германии был открыт синтетический метод производства аммиака из атмосферного азота. Не смотря на большие затраты электроэнергии и использование в качестве катализатора платины, процесс Габера-Боша позволил снизить стоимость АС в десятки раз. Теперь она стоила в разы ниже, чем калийная селитра той же чистоты. Ученые и технологи задумались над возможностью частичной или полной замены более дорогих пироксилина, мелинита, динамита и только обретавшего популярность ТНТ на АС.

Для увеличения восприимчивости АСБВВ к детонации и повышения мощностных характеристик, было предложено введение в АС различных добавок. В зависимости от природы и количества добавок, различают ряд классов АСБВВ.

В первую очередь, это упоминавшиеся ранее "динаммоны”. Динаммон – это смесь АС с одним или несколькими твердыми топливами. Обычное содержание топлива составляет около 5 – 30% в зависимости от природы топлива и требуемых характеристик. Наибольшую популярность обрели составы с алюминием, древесным углем, торфом и древесной мукой. Легендарный советский аммонал для земляных работ включал: АС 72%, алюминиевой пудры 25% и древесного угля 3%. Древесный уголь нужен был для повышения восприимчивости к детонации, так как, температура воспламенения угля около 400оС, а алюминия почти 900оС. На сегодняшний день динаммоны почти не используются, так как: быстро слеживаются, имеют низкую восприимчивость к детонации, опасны в производстве (требуется долго и тщательно совместно растирать сухие АС с топливом) и имеют ряд других недостатков.

Почти одновременно был предложен другой тип АСБВВ – "индюриты”. Это достаточно узкий класс АСБВВ, включающий смеси АС с жидкими нитропроизводными ароматических углеводородов, обычно нитробензола и нитротолуола. Так как, в канун первой мировой войны промышленность была значительно слабее, чем сейчас, то получение большого количества дешевых концентрированных кислот высокой чистоты было затруднительно для большинства государств. При этом, нитрование ароматики производят обычно в несколько стадий (сколько нитрогрупп в кольце, столько и стадий). Для введения последних нитрогрупп в молекулу требуются кислоты высокой концентрации, высокая температура процесса, при этом получается сравнительно низкий выход. Поэтому, мелинит получил широкое распространение раньше, чем ТНТ (электроннодонорный мезомерный эффект гидроксильной группы значительно сильнее, чем индукционный эффект метильной группы). Поэтому, мононитротолуол стоил значительно дешевле, чем динитротолуол, который стоил меньше тринитротолуола. Да и смешение жидких веществ с порошком АС происходит быстрее за счет сил капиллярного течения.

Индюриты находили некоторое применение в качестве промышленной БВВ в канун первой мировой войны и даже изредка встречались на полях сражений. Но, перспектив у этого класса АСБВВ не было, в первую очередь, из-за низкой восприимчивости к детонации и низкой мощности. По сравнению с обычным керосином и минеральным маслом низшие нитропроизводные ароматики практически не имели преимуществ. При этом, они стоили в разы дороже и были на порядки токсичнее.

Идея использования жидких углеводородов в качестве топлива для АСБВВ оказалась очень удачной. Керосин не только обеспечивал неплохие энергетические характеристики БВВ, но и был недорог, безопасен в обращении и создавал гидрофобную оболочку на поверхности частиц селитры. Этот класс АСБВВ получил название "игданиты”. В отличие от динаммонов, игданиты проще и безопаснее в производстве, имеют несколько более низкую стоимость и обеспечивают высокую плотность заряжания. При этом, во время хранения жидкое горючее стекает с частичек селитры, что приводит к ее слеживанию и резкому снижению восприимчивости к детонации. Для лучшей смачиваемости АС углеводородом, в него добавляют загустители и ПАВ. В простейшем случае, это мыло и/или желатин (возможно использование церезина, камеди, олигомеров бутадиена, даже канифоли, поливинилового спирта или многих других загустителей).

Игданиты почти не использовали на полях сражений, их применяли в промышленности, когда требовалось провести большие взрывные работы. Заряд большого размера (от 100 кг и более) готовили на месте и использовали в течении максимум недели. В широко известном произведении Эндрю Макдональда "Дневники Тернера” описано изготовление и применение примитивного игданита из АС и моторного масла.

На сегодняшний день, игданиты являются наиболее дешевым и одним из самых применяемых (наравне с оксиликвитами) БВВ промышленного назначения для крупных земляных работ. Если нужно сдвинуть гору при строительстве ГЭС или поднять пласт земли при открытой разработке месторождения угля или металлической руды, то им нет равных по экономическим показателям, доступности и безопасности в обращении.

Сравнительно недавно появился принципиально новый тип АСБВВ – "пастообразные акваниты”. Это название не является общепринятым, так как, данные композиции еще не отнесли к конкретной группе. Их состав значительно сложнее обычных игданитов, а стоимость несколько выше, при этом, они могут быть быстро приготовлены мобильной смесительной станцией прямо на месте и закачаны в шурф любой формы и размера. Данный класс АСБВВ обязательно включает индивидуальные БВВ, поэтому, отложим его рассмотрение до одной из наших следующих бесед.

Категория: Энергонасыщенные соединения | Просмотров: 2666 | Добавил: Chemadm | Теги: виды АСВВ, классификация БВВ, история пиротехники | Рейтинг: 4.5/38
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]