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Brisanter Sprengstoff auf der Basis gelatinierter Nitrocellulose Die
Erfindung bezieht sich auf einen brisanten Sprengstoff auf der Basis gelatinierter
Nitrocellulose, dein feste, brisante Sprengstoffe und oxydierende Salze einverleibt
sind.
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Nitroccllulose ist der Hauptbestandteil allen- modernen T reil)ladungen
in Gestalt rauchloser Pulver gc:wordeil,, seitdem bekannt wurde, sie; durch Gela:tinierung
aus der Faserstruktur in dein homogenen kolloidalen Zustand zu überführen.
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Hierbei ist es prinzipiell gleich, ob man die Gelatinierung mit organischen
Lösungsmitteln - wie z. B. durch ein Gemisch von Äther und Alkohol, bzw. Aceton
- oder durch flüssige Sprengöle - wie z. B. Nitrcglycerin oder Polyglykole, und
zwar mit oder ohne Lösungsmittel - durchgeführt hat.
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Hierbei entstehen im ersteren Fall die einbasischen reinen Nitrocellulosepulver
für Handfeuerwaffen, im zweiten die rauchlosen Pulver auf doppelter Basis für Geschütze.
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Damit war der Weg gefunden, die ursprüngliche, lediglich als Sprengstoff
benutzte Nitrocellulosei als Treibmittel in Feuerwaffen zu verwenden, da durch die
Gelatinierung und Auflösung der Faserstruktur in den kolloidalen Zustand, die der
ungela:t nierten Nitrocellulose innewohnende Eigenschaft der Detonationsfähigkeit
beseitigt war.
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Man hat anschließend viele Versuche angestellt, die Detonation von
rauchlosen Pulvern. zu erzwingen., die aber alle die grundsätzliche Änderung des
Sprengstoff- in den T reibstoffcha.rakter bestätigten.
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Ils war nicht möglich, rauchlose Pulver, sei es als ein- oder, doppelbasische,
mit einer einfachen Sprengkapsel zur Detonation zu bringen, was mit der nichtgelatinierten
Nitrocellulo-se ohne weiteres, sogar noch finit einem beträchtlichen Wassergehalt,
gelingt.
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In dein obererwähnten Versuchen stellte: man fest, daß zur detonativen
Umsetzung von normalen rauchlosen Pulvern von einem unter 1000 cal liegendem I?iiergicgeha:lt
eine überaus starke Übertragungsladung in Gestalt von Preßkörpern aus echten brisanten
Sprengstoffcn notwendig war, um die gelatinierte Nitrocellulose »mitzureißen<;.
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Hierdurch war einerseits klar, da,ß beim Gebrauch der rauchlosen Pulver
in Feuerwaffen, wie selbstverständlich hierbei notwendig, keine Gefahr einer explosiven
Zersetzung besteht, andererseits jedoch eindeutig bewiesen, daß gelatinierte @Titroc.ellulose
oder ein rauchlcses Pulver nicht als brisanter Sprengstoff zu verwenden ist.
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Es hat in weiterer Fclge nicht an Versuchen gefehlt. . Treibmittel
durch Beimengung von brisanten Sprengstoffcn, also. als rein. mechanische Gennische
von nicht einheitlicher Struktur, als Sprengmittel zu verwenden. die in Gestalt
von in Papierkartuschen abgefüllte pulverförmige Sprengmittel zeitweise im zivilen
Berghau gebraucht wurden, besonders wenn größere Bestände von in Feuerwaffen nicht
mehr gebrauchsfähigen Treibmitteln zur Verfügung standen.
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Stets aber wa,r dieser Gebrauch sehr beschränkt und verschwand immer
wieder, da einerseits der Anteil -in beigemischten echten brisanten Sprengstoffen,
der zur Mitdetonation der rauchlosen Pulver nötig ist, viel zu hoch und in normalen
Zeiten unwirtschaftlich war, und andererseits, da die beschriebenen. pulve:rfö@rmigen:,
in Papierkartuschen gefüllten urhomogenen Mischungen nur eine sehr beschränkte Anwendungsmöglichkeit
zuließen.
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Aus dein Vorhergesagten geht hervor, daß die Änderung der Faserstruktur
der, Nitrocellulo.se und Überführung in den kallo-idalen Zustand durch Ge;latin.ierung
die Sprengeigenschaft vernichtet hat, die gelatinierte \ itrocellulose also kein
Sprengstoff mehr ist.
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Der Gegenstand vorliegender Erfindung bringt die Lösung dieses Problems
dadurch, da.ß durch homogene Einverleibung von festen, brisanten Sprengstoffen und
gegebenenfalls oxydierenden Sa.lzeal von bestimmter Korngröße in eine durch Lösemittel
oder durch Sprengöle vorgelatinierte Nitrixellulose ein ausgesprochen, brisanter
Sprengstoff geschaffen. wurde:, der ohne jede Übertragungsladung, lediglich durch
Verwendung einer Sprengkapsel zur vollen Detonation gebracht wird., eine Tatsache;,
die: auf Grund des bisherigen Standes der Technik nicht zu erwarten war.
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Als wesentliches Merkmal dieser Erfindung wurde gefunden, daß es einerseits
offenbar zur Erzielung
eines brauchbaren Sprengstoffes nicht g;e.nügt,
rein mechanische Gemenge von rauchlosen Pulvern bzw. Nitrccellulose von kolloidaler
Struktur ohne, inneren festen Verbund herzustellen., wie man es bisher v e:r-Sucht
hat, sondern notwendig ist, alles in einen einheitlichen Körper möglichst homogener
Struktur zu üb;rführen, und andererseits, daß die Korngröße der eingelagerten Elemente
selbst von ausschlaggebender Bedeutung ist.
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Dementsprechend besteht die, Erfindung darin, da.ß bei den eingangs
erwähnten brisanten Sprengstoffen die einziverleibe-nden Stoffe 10 his 60% des Gesamtgewichtes
ausmachen, eine Ko>Ingröße, zwischen 0,1 und 2 mm haben und hornogen. in die gelatinierte
\Titrocellulos.e eingearbeitet sind.
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Staubfeine Kristalle von weniger als 0,1 mm führten bereits in Grenzfällen
der Gesamtzusammensetzung zu absoluten Versagern in der Detonation, während bei
gleichem Prozentgehalf dieser Zusätze größere- Kristalle noch einwandfreie Detonation
ergaben.
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Diese überraschenden Erkenntnisse der vorliegenden Erfindung lassen,
sich nachträglich so erklären, daß bei den, eingangs erwähnten früheren Versuchen
mit mechanischen Gemengen von pulverförmigen Treibmitteln oder gelatinierter Nitrocellulose
mit Sprengstoffein die Verhältnisse äußerst ungünstig für eine Detonation gelagert
waren., insofern als bei einem mechanischen Gemenge niemals die homogene Verteilung
aller Komponenten, sei es durch physikalische, Form, spezifische Dichte oder Verarbeitung
selbst bedingt, erzielt werden kann, wie es erforderlich ist.
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Andererseits wurde erkannt, da,ß der Einfluß der Kristallgröße darauf
zurückzuführen ist, daß die eingebetteten Einzelkristalle als Detonaticnsübertragungskerne
auf das »trägere« Kollo-idbett oder Nitrocellulose fungieren.
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Wenn man also während des Detonationsvorganges keinen festen Zusammenhalt
des ganzen Sprengstoffkörpers besitzt oder eine Mindestgröße der einzelnen Sprengstoffkristalle
unterschreitet, so pflanzt sich. der Detcnationsstoß, sei es durch Trennung des
Zusa-mmcnhaltes, d. h. Distanzierung der zu initierenden Schicht von der detonierenden,
oder durch ungenügende Kraft des »Kerndetonationsstoßes« infolge zu geringer Größe
dieses Übertragungselementes oder »Kerines«, meistens jedoch durch beide Verhältnisse
gemeinsam, nicht mehr fort, d. h.. der ganze Sprengstoff detoniert nicht mehr durch.
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Der feste Zusammenhang als ganzer Sprengkörper in Verbindung mit einer
möglichst homogenen Verteilung von Detonationsübertra:gungskörpern von genügender
Größe und Kraft ist also für die sichere Funktion der Sprengstoffe nach vorliegender
Erfindung unter Anwendung von kolloidaler Nitrocellulose Vorbedingung.
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Es genügen normalerweise - unter Innehaltung obiger Bedingungen -
z. B. schon etwa 10% eines brisanten Sprengstoffes im Gesamtgewicht eines Preßlings,
der außerdem aus Nitrocellulosen, obenerwähn-. ter Struktur und den üblichen Zusätzen
besteht., uni eine einwandfreie Detonation zu erhalten, was sonst nicht möglich
ist.
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Durch entsprechende Abstimmung der Gesanit7usammensetzung und des
Energiegehaltes lassen sich Art und Mengen von Nitrocellulosen und Spreigstoffe
zueinander in weitesten Grenzen. nach Wunsch und Verhältnis ändern, ohne daß Versager
des Sprengstoffes auftreten.
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In Fortsetzung des Studiums dieser Erfindung kann weiterhin ein Teil,
sei es der Nitrocellulosen oder festen Sprengstoffe, vornehmlich durch Sauerstoff
oder andere Gase abgebende Salze, wie z. B. Nitrate, Chlorate, Perchlorate, Carhonate
oder Bicarbcnate der Alkali-, Erdalkalimetalle oder organischer Basen, ersetzt werden.,
wobei es wiederum auf den festen inneren Zusammenhang des Ganzen und die Korngröße
der Zusätze ankommt, insofern als stets eine sichere Übertragung und genügende Stärke
des »Kernste.ßes« auf die Grenzschicht gewährleistet sein muß.
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Je nach den vorgegebenen Verhältnissen der verwendeten @,Titrocellulosen
lassen sieh die eingelagerten brisanten Sprengstoffe, wie. Trinitrotolucl, Tetranitroniethylanilin"
Nitroguanidin, Hexogen, Nitropenta oder ähnliche, sowie ihre Gemenge untereinander
in mehr oder minder großen Anteilen als Detonationsübertra:gungskerne verwenden
bzw. durch entsprechende Anteile an obenerwähnten Salzen ersetzen, wobei die Grenzmengen.
beider in der Größenordnung vcn 10 bis 60% gewählt werden.
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Die Verarbeitung der vorbenannten Komponenten zu einem einheitlichen
Sprengkörper hat, um nach Möglichkeit teure und leicht entflammbare Lösungsmittel,
wie Äther, Alkohole oder andere, zu vermeiden., vornehmlich durch Anwendung von
Wärme und Druck, notwendigenfalls unter Zuhilfenahme von kleinen Mengen. an Plastifizierungsmitteln_,
wie z. B. Nitronaphthalin, Nitrotoluole, Harnstoff- und Urethanderivate, Ester von
höheren Alkoholen, Natur- und Kunstharzen od. ä., zu geschehen.
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Hierbei wird entweder den Sprengstoff sofort bei der Herstellung die
endgültige Verwendungsform als Block, Stab, Röhre, Band oder jedes beliebige andere
Profil gegeben. oder dies auch durch nachträgliche mechanische Bearbeitung der fertigen
Sprengkörper erreicht.