DE1446962B2

DE1446962B2 - Freifließendes körniges Pentaerythrittetranitrat

Info

Publication number: DE1446962B2
Application number: DE1446962A
Authority: DE
Inventors: Robert Stewart West Kilbride Gow; James Hay Loudon Largs Mcauslan
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1964-12-30
Filing date: 1965-12-22
Publication date: 1978-03-09
Also published as: DE1446962A1; AT272171B; CH478729A; FR1462118A; AT273767B; JPS5145649B1; DE1446962C3; GB1070660A; US3384688A; NO123997B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein frei fließendes körniges Pentaerythrittetranitrat (PETN), auf ein Verfahren zur Herstellung desselben und auf seine Verwendung zur Herstellung von Sprengzündschnüren.

Eine PETN-Sprengzündschnur ist ein länglicher Sprengkörper, der aus einer Seele von feinen PETN-Teilchen besteht, die von einer Schutzhülle umgeben sind. Die Hülle kann Textilumwicklungen und wasserfreie Überzüge umfassen. Sie kann aber auch aus einem thermoplastischen Material, wie z. B. Polyvinylchlorid oder Polyäthylen, bestehen. Bei einem Verfahren zur Herstellung der Zündschnur wird trockenes PETN in frei fließender Form kontinuierlich durch eine Düse geführt, während die Schutzhülle darumgesponnen oder extrudiert wird. Um die gewünschten Detonationsmerkmale zu erhalten, ist es vorteilhaft, daß PETN eine Durchschnittsteilchengröße aufweist, die feiner ist, als sie für das freie Fließen des PETN durch die Düse erforderlich ist. Demgemäß besteht die übliche Praxis darin, das PETN in Kristallen von so großer Teilchengröße herzustellen, daß es frei durch die Düse fließt, worauf nach der Herstellung der Sprengzündschnur diese einem Quetschdruck unterworfen wird, um die Kristalle in den gewünschten feinen Zustand zu zerbrechen. Da dieser Quetschgang schwierig zu kontrollieren ist, ist es schwierig, die Eigenschaften der Sprengzündschnur genau zu steuern.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein frei fließendes körniges PETN zu schaffen, welches das für eine problemlose Herstellung von Sprengzündschnüren erforderliche Fließverhalten aufweist und welches nicht nachträglich in der Sprengzündschnur einem Zerkleinerungsverfahren unterworfen werden muß.

Gegenstand der Erfindung ist also ein frei fließendes körniges Pentaerythrittetranitrat (PETN), bestehend aus PETN-Kristallen, die durch Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol oder einen cellulosehaltigen Klebstoff zu Aggregaten gebunden sind.

Das Bindemittel kann leicht so ausgewählt werden, daß frei fließende Körner gebildet werden, die bei den normalen Herstellungsarbeitsgängen kaum zerbrechen und die leicht innerhalb der Schutzhülle auf eine ausreichende Dichte für die zuverlässige Fortpflanzung der Detonation gepreßt werden können. Das erfindungsgemäße PETN kann leicht durch übliehe bekannte Granulierungsmethoden hergestellt werden, wie z. B. durch Umwälzen der mit dem Bindemittel befeuchteten PETN-Kristalle in einer Trommel, bis das Produkt aus zusammengeballten Körnern der gewünschten Größe besteht.

ίο Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen PETN werden so geringe Bindemittelmengen verwendet, daß praktisch keine Wirkung auf die Explosionseigenschaften des PETN ausgeübt wird. Polyvinylacetat und Polyvinylalkohol verbessern den Zusammenhalt des gequetschten Seelenmaterials in der fertigen Sprengzündschnur und verhindern dadurch ein Verschütten von PETN wählend der Herstellung und Verwendung. Wird das erfindungsgemäße PETN zur Herstellung einer Sprengzündschnur verwendet, so kann man so vorgehen, daß man kontinuierlich einen Strom des frei fließenden körnigen PETN gemäß der Erfindung durch eine Düse führt, kontinuierlich eine Schutzhülse um diesen PETN-Strom bildet und die Zündschnur einem ausreichenden Druck unterwirft, um die Körner zu einer Seele zu verdichten, welche die Detonation fortpflanzen kann. Der Verdichtungsdruck muß nicht derart sein, daß die Körner zerbrechen, jedoch ergeben höhere Drücke eine höhere Packungsdichte, was in bestimmten Fällen wünschenswert ist.

Die mit dem erfindungsgemäßen PETN hergestellte Sprengzündschnur kann in den Eigenschaften je nach der Teilchengröße des PETN, aus welchem die zusammengeballten Körner hergestellt werden, variiert werden. Es ist möglich, die Körner aus PETN von feinerer Teilchengröße herzustellen, als sie normalerweise durch Zerquetschen von größeren Kristallen erhalten werden kann, und demgemäß kann eine Sprengzündschnur hergestellt werden, die eine Seele von feinerer Kristallgröße hat, als das Seelenmaterial einer Sprengzündschnur, die nach der bisher benutzten Herstellungsmethode hergestellt worden ist. Es kann also eine Sprengzündschnur hergestellt werden, die eine höhere Detonationsgeschwindigkeit für irgendeine gegebene Ladungsmenge je Längeneinheit oder die gleiche Detonationsgeschwindigkeit bei geringerer Ladungsmenge je Längeneinheit hat, als die bisher zur Verfugung stehenden Sprengzündschnüre. Diese Sprengzündschnur mit sehr feinen Seelenmaterialien hat auch eine verbesserte Empfindlichkeit gegen Initüerung von der Seite her und eine verbesserte Fähigkeit, die Detonation fortzupflanzen. Es ist daher möglich, zufriedenstellende Sprengzündschnüre mit geringerer Ladungsmenge je Längeneinheit und demgemäß geringerem Seelendurchmesser und somit von geringerer Detonationsgeschwindigkeit herzustellen als bisher.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung ohne sie zu beschränken. Alle Teile und Prozentangaben sind auf das Gewicht bezogen.

Beispiel 1

9 Teile (Trockengewicht) von wasserfeuchtem PETN wurden mit 10 Teilen einer 3%igen wäßrigen Dispersion von Polyvinylacetat gewaschen, worauf das PETN in einem Vakuumfilter abfiltriert wurde. Das feuchte PETN (10% Wassergehalt) wurde in sine zylindrische Polyäthylentrommel von 25 cm Durchmesser und 46 cm Länge eingefüllt, die Leitbleche enthielt. Die

Trommel wurde mit 20 U/min 30 min lang um ihre Achse gedreht, um das PETN zu Körnern zusammenzuballen. Das granulierte PETN wurde dann bei 70°C 5 st getrocknet und durch ein Sieb von 1 mm lichter Maschenweite gesiebt, wobei etwa 5% des PETN als übergroße Klumpen zurückblieben, die nicht leicht aufgebrochen werden konnten. Die Eigenschaften des PETN vor und nach dem Granulieren sind in Tabelle 1 angegeben.

Tabelle 1

Vor Granulieren

Nach Granulieren

Schüttdichte (g/cm³)	0
Siebanalyse
% gehen durch Sieb der
Maschenweite (mm)
1,2	100
0,42	99
0,295	98
0,211	74
0,152	61
0,104	27

0,56

100
99
52
19
10
7

PETN (13% Wassergehalt) wurde wie in Beispiel 1 beschrieben, granuliert, getrocknet und gesiebt Die Eigenschaften des PETN vor und nach dem Granulieren sind in Tabelle 2 angegeben.

Tabelle 2

15

20

25

Das in diesem Beispiel hergestellte PETN-Pulver wurde in einem kontinuierlichen senkrechten Strom durch eine Düse von 2,79 mm Durchmesser in ein Papierrohr gefüllt, während das Rohr kontinuierlich durch das Falten eines 9,53 mm breiten Streifens gebildet wurde. Die so gebildete Säule wurde durch eine Spinnplatte geführt, die 10 Spulen mit Jute enthielt, die mit einer Rate von 3,1 Drehungen je cm um die Säule gewickelt wurde, und dann durch eine Quetschdüse vom Innendurchmesser 2,69 mm gezogen. Ein weiterer Überzug von Baumwolltextilien wurde in Gegenrichtung mit Jute aufgebracht, indem die Säule durch eine Spinnplatte mit 8 Baumwollspulen geführt wurde, die sich mit einer Geschwindigkeit von 52,4 Drehungen je Meter Sprengzündschnur drehte. In einem getrennten nachfolgenden Arbeitsgang wurde diese teilweise fertige Sprengzündschnur mittels einer Strangpresse mit einem 0,25 mm dicken Überzug von Polyäthylen versehen. Diese fertige Sprengzündschnur hatte eine Ladung von 2,13 g/m und detonierte mit einer Geschwindigkeit von 4500 m/ see.

Eine in gleicher Weise mit einem handelsüblichen PETN hergestellte Sprengzündschnur konnte nicht zur Detonation gebracht werden. Eine nach der gleichen Arbeitsweise mit erfindungsgemäßem PETN hergestellte Sprengzündschnur mit einer Ladung von 10,65/m hatte eine Detonationsgeschwindigkeit von 7000 m/sec. Eine Sprengzündschnur mit der gleichen Ladungsmenge je Längeneinheit aber mit handelsüblichem PETN hatte demgegenüber eine Detonationsgeschwindigkeit von 6500 m/sec.

Die geringste Ladungsmenge je Längeneinheit bei dem handelsüblichen PETN, bei der noch eine zuverlässige Detonation möglich war, war 5 g/m. Dabei ergab sich eine Detonationsgeschwindigkeit von

5500 m. „ . . . -

Beispiel 2

10 Teile (Trockengewicht) wasserfeuchtes PETN wurden mit 10 Teilen einer 5%igen wäßrigen Dispersion von Polyvinylacetat gewaschen, worauf das PETN auf einem Vakuumfilter abfiltriert wurde. Das feuchte Vor Granulieren

Nach Granulieren

10

Schüttdichte (g/cm³)	0	der	100
Siebanalyse			100
% gehen durch Sieb 1	99
Maschenweite (mm)	99
1,2	98
0,42	92
0,295	90
0,211	Beispiel 3
0,152
0,104
0,076

0,62

100
96
87
49

27

7 Teile (Trockengewicht) wasserfeuchtes PETN wurden mit einer 5%igen wäßrigen Lösung von Natriumcarboxymethylcellulose (Viskosität = 3-5 cP) gewaschen, und das PETN wurde auf einem Vakuumfilter abfiltriert. Das wasserfeuchte behandelte PETN (17% Wassergehalt) wurde wie in Beispiel 1 beschrieben granuliert, getrocknet und durch ein Sieb von 1 mm lichter Maschenweite gesiebt, mit der Ausnahme, daß bei der Granulierung die Trommel 45 min lang gedreht wurde. Die Menge an Material in Form von harten Klumpen, die nicht durch das 1-mm-Sieb gingen, betrug 5-10% des ursprünglichen Gewichts des PETN.

Die Eigenschaften des PETN vor und nach dem Granulieren sind in Tabelle 3 angegeben.

Tabelle 3

	Vor Gra	der	100	Nach Gra
	nulieren		99,7	nulieren
Schüttdichte (g/cm³)	0,51	98,6	0,50
Siebanalyse		83,4
% gehen durch Sieb	82,0
Maschenweite (mm)	56,4
1,2	Beispiel 4	100
0,42	99,4
0,295	95,0
0,211	71,2
0,152	39,2
0,104	17,3

10 Teile (Trockengewicht) an wasserfeuchtem PETN wurden auf einem Filter mit einer 12%igen wäßrigen Lösung von 88% hydrolysiertem Polyvinylalkohol gewaschen, so daß ein mit 10% der Polyvinylalkoholwaschflüssigkeit befeuchtetes PETN erhalten wurde. Das erhaltene PETN wurde in einer Trommel wie in Beispiel 1 granuliert mit der Ausnahme, daß die Granulierungszeit 45 min betrug. Das granulierte PETN wurde bei 70⁰C 5 st an der Luft getrocknet und durch ein Sieb von 1 mm lichter Maschenweite gesiebt. 0,75 Teile an Körnern von Übergröße wurden verworfen. Die Eigenschaften des PETN vor und nach dem Granulieren sind in Tabelle 4 angegeben.

14 46	5	Tabelle 4	962	Nach Gra
		nulieren
		0,67
Schüttdichte (g/cm³)	Vor Gra
Siebanalyse	nulieren
% gehen durch Sieb der	0,64
Maschenweite (mm)		100
1,2		98,6
0,42		95,6
0,295	100	72,0
0,211	99,8	38,2
0,152	99,7 :■-	7,0
0,104	96,2
85,1
21,4

Claims

Patentansprüche:

1. Frei fließendes körniges Pentaerythrittetranitrat (PETN), bestehend aus PETN-Kristallen, die durch Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol oder einen cellulosehaltigen Klebstoff zu Aggregaten gebunden sind.

2. PETN nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der cellulosehaltige Klebstoff aus einem wasserlöslichen Celluloseäther besteht.

3. Verfahren zur Herstellung von PETN nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß feine PETN-Kristalle mit dem Bindemittel behandelt und zu Körnern zusammengeballt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel auf die PETN-Kristalle in Form einer wäßrigen Dispersion oder Lösung aufgebracht wird.

5. Verwendung des frei fließenden körnigen PETN nach Anspruch 1 oder 2 zur Herstellung von Sprengzündschnüren.