СПОСОБ ИЗМЕНЕНИЯ ФОРМЫ КРИСТАЛЛОВ ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА Российский патент 2012 года по МПК C06B21/00 B82B1/00 

Изобретение относится к технике и технологии взрывчатых веществ (ВВ) и может быть использовано в детонаторах и других взрывных устройствах, использующих процесс перехода горения взрывчатого вещества во взрыв.

Известен «Способ получения высокодисперсного октанита» по патенту РФ №2281931, С06В 21/00, опубл. БИ №23, 2006 г.

Способ основан на получении раствора октанита в диметилформамиде с последующим осаждением октанита и фильтрацией полученной суспензии. Для получения высокодисперсного октанита используют диметилформамид, и растворение октанита проводят при температуре 125-135°C, а для осаждения октанита используют последовательное добавление ацетона и воды. При этом осаждение октанита из раствора проводят в две стадии.

Исходный порошок октанита имеет кристаллы кубической формы со средним размером частиц менее 100 мкм. Данный способ позволяет получить октанит со средним размером частиц порядка 1 мкм, что также не является оптимальным для процессов перехода горения во взрыв.

По технической сущности и решаемой задаче наиболее близким к заявляемому способу является способ получения сферических кристаллических частиц циклотриметилентринитрамина из ограненных кристаллов: патент США №4065529, С06В 21/00, опубликован 27.12.1977 г.

Способ получения шаровидных частиц циклотриметилентринитрамина из кристаллов предусматривает три стадии: перемешивание кристаллов циклотриметилентринитрамина, имеющих размер ≥70 мкм, в насыщенном растворе циклогексанона при начальной температуре; нагревание образующегося раствора и последующее отделение кристаллов от нагретого раствора.

При использовании данного способа удается получить из кристаллов шаровидные частицы с логарифмическим распределением фракций по диаметру. Однако данное распределение не оптимально для переходных процессов. Недостатком способа является использование токсических растворителей.

Задачей настоящего изобретения является повышение чувствительности ВВ за счет наличия разных форм и размеров кристаллов в одном ВВ с одновременным повышением безопасности способа изготовления.

Использование предлагаемого способа обеспечивает следующий технический результат:

- Получение порошка ВВ, состоящего из смеси разных кристаллов, позволяет оптимизировать условия переходных процессов при формировании детонации в заряде ВВ; это особенно актуально для смесевых ВВ, одним из компонентов которых является ультрадисперсный порошок металла, в частности нанопорошок алюминия.

- Обеспечение безопасности процесса тем, что в технологии отсутствуют операции интенсивного механического воздействия на ВВ, а также не используются токсичные растворители, нагретые до температур, близких к температуре их кипения.

Для достижения указанного технического результата предлагается способ изменения формы кристаллов взрывчатого вещества, заключающийся в получении насыщенного раствора ВВ в органическом растворителе, способном смешиваться с жикостью-осадителем, осаждении кристаллов ВВ посредством добавления жидкости осадителя к суспензии нерастворившегося вещества в его насыщенном растворе, с последующей фильтрацией полученной суспензии, в котором согласно изобретению в качестве осадителя используют воду. Соотношение осадителя к раствору ВВ (3-5):1.

Для октогена и тэна в качестве органического растворителя используют ацетон, а для гексанитростильбена в качестве органического растворителя используют диметилформамид.

При получении раствора в органическом растворителе количество ВВ дозируют в явном избытке, примерно в 2 раза превышающем количество, способное перейти в раствор при данной температуре. При этом в процессе перемешивания происходит изменение формы частиц нерастворившегося ВВ. Часть исходного ВВ растворяется, увеличивается концентрация раствора и при достижении точки насыщения часть кристаллов раствориться не может и осаждается на дне емкости. При добавлении к раствору жидкости-осадителя (например, для ацетонового раствора воды или спирта) происходит осаждение кристаллов ВВ. После этого отделяют полученное ВВ от жидкой фазы (растворителя и осадителя) путем фильтрации с последующей сушкой и грануляцией.

Полученный порошок состоит из фракций, резко отличающихся размером и формой. Взрывные испытания детонаторов показывают, что длина переходного участка минимальна при инициировании детонации в заряде на основе такого ВВ.

Перечень фигур

На фиг.1 изображены крупные кристаллы исходного ВВ.

На фиг.2 изображена смесь кристаллов ВВ разных форм и размеров после осаждения (крупные нерастворившиеся кристаллы и мелкие кристаллы, полученные в результате осаждения) и нанопорошка металла.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Пример 1

Получают 870 г насыщенного раствора октогена в ацетоне путем перемешивания в течение 30 минут при комнатной температуре. Затем добавляют 2700 г дистиллированной воды при температуре 21°С. После слива воды осадок фильтруют на вакуум-фильтре, сушат при 75°С под вакуумом.

Исходные кристаллы октогена имеют почти кубическую форму и округленными углами, размеры кристаллов от 200 мкм и более. В результате получают порошок октогена, в состав которого входят мелкие кристаллы, имеющие призматическую форму, кристаллы с чешуйчатой формой и крупные кристаллы неопределенной формы.

Пример 2

Получают 870 г насыщенного раствора октогена в ацетоне путем перемешивания при скорости 150 об/мин в течение 30 минут при комнатной температуре. Затем, не выключая мешалку, добавляют 5,0 г ультрадисперсного алюминия и дистиллированную воду в количестве 3 литров при температуре 23°С. После слива воды перемешивают еще 2 минуты. Мешалку останавливают, осадок сливают в емкость, после чего осадок фильтруют на вакуум-фильтре, сушат при 75°С под вакуумом.

В результате получают порошок октогена, в состав которого входят мелкие кристаллы, имеющие призматическую форму и кристаллы с чешуйчатой формой, и крупные кристаллы неопределенной формы, порошок ультрадисперсного алюминия покрывает поверхность кристаллов.

Пример 3

Получают 80 г насыщенного раствора тэна в ацетоне путем перемешивания при комнатной температуре. К полученному раствору добавляют 300 г дистиллированной воды при температуре 22°С и перемешивают. Осадок фильтруют на вакуум-фильтре, гранулируют и сушат при 75°С.

Исходные кристаллы тэна имеют прямоугольную форму, размеры кристаллов от 150 мкм и более. В результате высадки получают низкодисперсный порошок тэна, в состав которого входят кристаллы, имеющие игольчатую форму и крупные кристаллы неправильной формы.

Пример 4

Получают 100 г насыщенного раствора гексанитростильбена в диметилформамиде путем перемешивания при комнатной температуре. Затем добавляют 300 г дистиллированной воды при температуре 22°С и перемешивают. Осадок фильтруют на вакуум-фильтре, гранулируют и сушат при 75°С.

Исходные кристаллы гексанитростильбена имеют прямоугольную форму, размеры кристаллов от 200 мкм и более. В результате высадки получается порошок гексанитростильбена, в состав которого входят кристаллы, имеющие игольчатую форму (размеры игл 1 мкм и менее) и крупные кристаллы неправильной формы.

Изобретение относится к технике и технологии взрывчатых веществ и может быть использовано во взрывных устройствах, использующих процесс перехода горения взрывчатого вещества во взрыв. Способ заключается в получении насыщенного раствора ВВ в органическом растворителе, способном смешиваться с жикостью-осадителем, осаждении кристаллов ВВ посредством добавления жидкости осадителя к суспензии нерастворившегося вещества в его насыщенном растворе с последующей фильтрацией полученной суспензии, сушкой и грануляцией. В качестве осадителя используют воду, при этом отношение объема воды к объему раствора составляет (3-5):1. Для октогена и тэна в качестве органического растворителя используют ацетон, а для гексанитростильбена в качестве органического растворителя используют диметилформамид. Способ позволяет изменять исходную форму кристаллов ВВ и получать порошкообразное ВВ, состоящее из смеси кристаллов разной формы (призма, чешуйчатые, игольчатые, прямоугольные) и разного фракционного состава (фракция со средним размером частиц 300 мкм и фракция со средним размером частиц 20 мкм), что дает возможность оптимизировать условия переходных процессов при формировании детонации в заряде ВВ; способ безопасен и прост в осуществлении. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 пр.

1. Способ изменения формы кристаллов взрывчатого вещества, заключающийся в получении раствора взрывчатого вещества (ВВ) в органическом растворителе, осаждении кристаллов ВВ с использованием в качестве осадителя воды с последующей фильтрацией и сушкой, отличающийся тем, что перед осаждением получают суспензию крупных частиц в насыщенном растворе тэна, или октогена, или гексанитростильбена в органическом растворителе, количество осадителя к раствору ВВ составляет (3-5):1, при этом в качестве растворителя для тэна и октогена используют ацетон, а для гексанитростильбена - диметилформамид.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что температура воды 21-23°С.