ВЗРЫВЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО Российский патент 1998 года по МПК C06B25/18 

Изобретение относится к взрывчатым веществам (ВВ), более конкретно к ВВ, предназначенным преимущественно для изготовления удлиненных (в том числе кумулятивных) и листовых зарядов, детонирующей ленты и других аналогичных изделий для специальных взрывных работ.

Известны пластичные ВВ гексопласты ГП-87, ГП-74, ГП-87К ("Перечень рекомендуемых промышленных взрывчатых материалов", М. Недра, 1977, стр.28), а также эластичные ВВ по патентам N 3723204 (США), кл. 149-19 (C 06 B 3/00, C 06 C 1/00), 1973 г. N 1297706 (Англия), кл. C 06 B 15/01, 1970 г. По своему составу все они относятся к смеси мощных кристаллических ВВ (обычно гексогена, иногда тэна) со связующими (обычно различными каучуками). Последних в составах содержится от 13 до 30% Главная область их применения: изготовление удлиненных, особенно кумулятивных зарядов для расчленения металлических конструкций, листовых зарядов для упрочнения и сварки взрывом металлов и других изделий для специальных взрывных работ.

Недостатками этих ВВ являются следующие.

Очень низкая механическая прочность составов, что снижает эксплуатационные качества изделий из них. Поскольку прочность данных составов задается содержанием в них инертного связующего, а возможность повышения его содержания ограничена, указанный недостаток для данных составов неустраним.

Повышенная взрывоопасность как при изготовлении, так при эксплуатации изделий из них, что обусловлено высокой чувствительностью данных составов к механическим воздействиям (частота взрывов при стадийном испытании до 70%) в сочетании с высокой восприимчивостью к переходу горения во взрыв.

Недостаточная детонационная способность составов для некоторых видов взрывных работ. Критическая толщина детонации для гексопластов на уровне 4 5 мм, что для испльзования, например, в детонирующей ленте явно недостаточно.

Известно взрывчатое вещество, содержащее в качестве основы коллоксилин, пластифицированный жидкими нитроэфирами многоатомных спиртов, например нитроглицирином, а такжн стабилизатор химической стойкости [1]
Указанное взрывчатое вещество, принятое в качестве прототипа ввиду наибольшего сходства с изобретением, обладает также недостаточной механической прочностью составов, взрывоопасностью и недостаточной детонационной способностью.

Техническийф результат, достигаемый изобретением, состоит в повышении прочности, понижении чувствительности к механическим воздействиям и улучшении детонационной способности взрывчатого вещества.

Это достигается тем, что во взрывчатое вещество, содержащее в качестве основы коллоксилин, пластифицированный жидкими нитроэфирами многоатомных спиртов, например нитроглицерином, а также стабилизатор химической стойкости, согласноизобретению введены равномерно распределенные в составе мелкодисперсные частицы вещества с плотностью более 4,5 г/см³, химически не взаимодействующего с другими компонентами при следующем соотношении (мас.):
Коллоксилин 35 75
Жидкие нитроэфиры многоатомных спиртов 24-50
Стабилизатор химической стойкости 1 2
Высокоплотное вещество в виде мелкодисперсных частиц 0,5 -15
При этом в качестве стабилизатора химической стойкости использован, например, централит.

Механические свойства пластифицированного коллоксилина (основа ВВ) можно варьировать в широких пределах, изменяя соотношение коллоксилина и нитроэфиров в составе. При максимальном содержании коллоксилина (и минимальном нитроэфиров) он приобретает свойства твердого, прочного, роговидного тела подобно целлулоиду, а при минимальном содержании коллоксилина (и максимальном нитроэфиров) он приобретает свойства достаточно прочного, но гибкого и эластичного материала, подобного пластифицированному полихлорвинилу. Таким образом устраняется первый недостаток прототипа низкая механическая прочность.

В качестве жидких нитроэфиров можно использовать нитроэфиры глицерина, этиленгликоля, диэтиленгликоля и их аналогов. При использовании нитроглицерина достигаются наиболее высокие эксплуатационные свойства составов. Они несколько снижаются при замене нитроглицерина нитроэтиленгликолем, но последний намного дешевле. Использование смесей нитроглицерина с нитроэтиленгликолем и нитродиэтиленгликолем позволяет значительно расширить диапазон эксплуатационных температур в сторону отрицательных.

Мелкодисперсные частицы высокоплотных веществ (с плотностью более 4,5 г/см³), равномерно распределенные в составе, обеспечивают ему высокую денотационную способность. Так, составы без упомянутых веществ итмеют критический диаметр детонации 30 мм и более, а при наличии, например, 5% мелкодисперсных частиц углекислого свинца он снижается до 1 мм. Механизм действия частиц не связан с химической природой их вещества, а обусловлен разностью в плотности частиц и вещества основы состава пластифицированного коллоксилана.

При прохождении фронта детонационной волны основное вещество состава резким толчком получает поступательное движение, а тяжелые частицы меньшую скорость, т.е. отстают. Вследствие этого на границе их соприкосновения возникают сдвиговые деформации, разогрев и загорание основного состава. Таким образом частицы становятся очагами горения основного вещества в слоях между частицами, что резко сокращает время превращения вещества и снижает критическ4ий диаметр детонации. Таким путем устраняется третий недостаток прототипа недостаточная детонационная способность.

Особенность действия частиц заключается еще в том, что резкое увеличение детонационной способности не сопровождается большим повышением чувствительности к давлению инициирующей волны. Так, для составов, сенсибилизированных тяжелыми частицами, критическое давление в инициирующей волне остается на уровне 40 кбар и более, а для гексопластов оно менее 10 кбар. Вследствие этого предлагаемые составы не инициируются капсюлем-детонатором N 8, если он соприкасается с поверхностью состава только своей боковой поверхностью. Для обеспечения возбуждения детонации капсюль-детонатор должен обязательно плотно соприкасаться с составом своим торцом. Таким путем устранен второй недостаток прототипа повышенная взрывоопасность.

В вариантах использования предусмотрена возможность применения ряда конкретных веществ для повышения детонационной способности составов. Так, наиболее эффективным является углекислый свинец, который, используя обменную реакцию осаждения, можно вводить в составы в очень мелкодисперсном состоянии. Но он недешев и экологически вреден.

Сернокислый барий, введенный в состав также обменной реакцией осаждения, менее эффективен, но дешев и экологически фактически безопасен.

Оксид цинка и оксиды меди тоже экологически безопасны, более эффективны, чем сернокислый барий, но технология их ввода в состав более сложная.

Для некоторых видов взрывных работ целесообразнее в разумных пределах повысить слишком низкую чувствительность составов к давлению инициирующей волны. С этой целью предложен вариант исполнения, предусматривающий введение в состав до 25% мощных кристаллических ВВ, например гексогена или тэна.

Для некоторых изделий, например для детонирующей ленты, очень важна гибкость и эластичность состава, особенно в области отрицательных температур. Для таких изделий предусмотрен вариант исполнения с вводом в состав дополнительно динитротолуола в количестве до 10% и (или) дибутилфталата в количестве до 5% за счет суммарного снижения содержания коллоксилина и нитроэфиров.

Все предлагаемые составы могут изготавливаться на производствах баллиститных твердых ракетных топлив без изменения в оборудовании и по той же технологии.

Ниже приводятся конкретные примеры предлагаемых составов.

Технические преимущества предлагаемого ВВ по сравнению с прототипом вытекают из устранения недостатков последнего. Новые ВВ не обладают хорошими механическими характеристиками, которые могут варьироваться в широких пределах, высокой детонационной способностью в сочетании с безопасностью в обращении с ними.

Изобретение относится к взрывчатым веществам на основе коллоксилина, пластифицированного жидкими нитроэфирами многоатомных спиртов, и предназначено для изготовления зарядов сложной конфигурации, тонких листовых и ленточных для резки, упрочнения, формообразования металлов и других материалов. Механические характеристики взрывчатого вещества можно изменять в широких пределах, варьируя соотношение содержания коллоксилина и жидких нитроэфиров от твердого роговидного тела до эластичного, но прочного. Высокая детонационная способность обеспечивается вводом в состав ВВ веществ с плотностью более 4,5 г/см³ в виде мелкодисперсных частиц, равномерно распределенных в массе ВВ. 7 з.п.ф-лы, 2 табл.

1. Взрывчатое вещество, содержащее в качестве основы коллоксилин, пластифицированный жидкими нитроэфирами многоатомных спиртов, например нитроглицерином, а также стабилизатор химической стойкости, отличающееся тем, что в него введены равномерно распределенные в составе мелкодисперсные частицы вещества с плотностью более 4,5 г/см³, химически не взаимодействующего с другими компонентами при следующем соотношении, мас.

Коллоксилин 35 75
Жидкие нитроэфиры многоатомных спиртов 24 50
Стабилизатор химической стойкости 1 2
Высокоплотное вещество в виде мелкодисперсных частиц 0,5 15
при этом в качестве стабилизатора химической стойкости использован, например, централит.