DE1771061C

DE1771061C - Verfahren zur Herstellung von Pul vermessen

Info

Publication number: DE1771061C
Application number: DE19681771061
Authority: DE
Inventors: Erich Dr 3300 Braun schweig Richter
Original assignee: Wasagchemie GmbH, 8000 München
Filing date: 1968-03-29
Publication date: 1973-08-09

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Pulvermassen auf der Basis von Nitrocellulose, Nitroglycerin und gegebenenfalls anorganischen und organischen sauerstoffhaltigen Salzen durch Verkneten der Komponenten nach der Lösungsmitteltechnik, wobei ein — einen Teil der Nitrocellulose und Nitroglycerin enthaltendes, gelatiniertes, vorgereiftes — Vorprodukt zusammen mit einem Gemisch aus der restlichen Nitrocellulose, Lösungsmitteln, Additiven, Gelatinatoren und gegebenenfalls anorganischen oder organischen sauerstoffhaltigen Salzen einem Knetprozeß unterworfen wird. Die bisher bekannten und benutzten Verfahren zur Herstellung mehrbasiger Treibladungspulver chne und mit Verwendung von Lösungsmitteln wiesen den großen Nachteil ungenügender Sicherheit durch den Transport des benötigten Sprengöls wie auch bei dessen Verarbeitung auf.

In dem eigenen, nicht vorveröffentlichten deutschen Patent 1 696 381 wurde ein Weg gezeigt, wie man durch Anwendung eines aus 85% Sprengöl und 15% alkoholfeuchter Nitrocellulose mit einem Gesamtstickstoffgehalt von etwa 13,15% bestehenden, handhabungssicheren Pulvervorkonzentrats den geschilderten Nachteil vermeiden kann. Das beschriebene Verfahren ist praktisch auf ein Pulvervorkonzentrat mit einer Nitrocellulose von 13,15% N zur Fertigung eines speziellen Treibladungspulvers abgestellt. Die dabei gemachte Beobachtung, daß Nitrocellulose von 13,15% Gesamtstickstoff mit Nitroglycerin ein gut verarbeitbares, gelatinöses Vorkonzentrat liefert, war aus der Literatur nicht bekannt.

Nitrocellulose mit einem Stickstoffgehalt von 12,5 bis 12,6% ist nicht mit Nitroglycerin gelatinierbar (A. Stettbacher, »Schieß- und Sprengstoffe«, Leipzig, 1933, S. 226, Brunswig, »Das rauchlose Pulver«, Berlin, 1926, S. 73ff., und F. M i 1 e s, »Nitrocellulose«, Londpn, 1955, S. 168). Nach Brunswig lassen sich zwar hochnitrierte Nitrocellulosen von 12,5% und mehr Stickstoffgehalt mit Nitroglycerin mischen, jedoch tritt während einer anschließenden Erwärmung keine Gelatinierüng wie bei Verwendung von Dynamit-Collodiumwolle ein.

Eine Gelatinierung solcher Wollen mit Nitroglycerin läßt sich gemäß der deutschen Patentschrift 51 189 dann erzielen, wenn den Komponenten ein Lösungsmittel, wie Aceton oder Essigester, zugefügt wird. Auch nach Verflüchtigen dieses Lösungsmittels trennen sich die Komponenten des Gels nicht wieder. Aus der erwähnten deutschen Patentschrift ist es bekannt, daß die Gelbildung unter Zusatz eines Lösungsmittels für beide Komponenten, wie Aceton oder Essigester, stattfindet, überraschenderweise wurde nun festgestellt, daß Äthylalkohol, der Nitrocellulose nicht und Nitroglycerin in der Kälte nur beschränkt löst, aber als Anfeuchtungsmittel für Nitrocellulose dient, als Lösevermittler für Schießbaumwolle von 12,5 und mehr Prozent Stickstoff und Nitroglycerin geeignet ist. Dabei entsteht ein Gel, das auch nach Verflüchtigen des Anfeuchtungsmittels nicht wieder in die Einzelbestandteile zerfällt. Die Erfindung besteht demnach bei einem wie eingangs erläuterten Verfahren darin, daß zur Herstellung des Vorproduktes entweder eine mit Äthylalkohol angefeuchtete, einheitlich nitrierte Nitrocellulose mit einem Stickstoffgehalt zwischen 12.5% und < 13,0% oder eine mit Äthylalkohol angefeuchtete, aus Mischwollen höheren und niederen Ni'trierungsgrades bestehende Nitrocellulose mit einem Gesamtstickstoffgehalt 2; 12,5% verwendet wird.

Wenn schon Brunswig die Bildung eines beständigen Gels unter Verwendung eines gemeinschaftlichen Lösungsmittels für Nitrocellulose und Nilroglycerin als merkwürdig bezeichnet, stand um so weniger zu erwarten, daß man auch mit Äthylalkohol, einem Nichtlöser für Schießbaumwolle und nui beschränktem Löser für Nitroglycerin, zu einem beständigen und leicht verarbeitbaren Gel kommen kann. Die Verwendung eines solchen Gels aus hochnitrierter Nitrocellulose wirkt sich auf das fertige Endprodukt besonders günstig aus, da in ihm iceine fremden Pulverbestandteile mehr wie Dynamit-Collodiumwolle (entsprechend der deutschen Patentschrift 1 208 228), sondern nur die für die Fertigung des Pulvers vorgesehene hochnitrierte Schießbaumwolle enthalten sind. Die Gelatinierfähigkeit von Nitrocellulose unterschiedlichen Stickstoffgehalts gegenüber Nitroglycerin, ausgehend von trockener und alkoholfeuchter Vi/olle, sowie die anschließende Prüfung im Ausschwitztest nach der Eisenbahn-Verkehrsordnung (EVO, Anlage C Rn 1158) sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Tabelle

Stickstoff gehalt %	Abmischung	Gelalinierfähigkeit in Nitroglycerin 15%ig	Ausschwitztest
12,6	einheitlich nitriert	trocken: Faser stark angelöst	keine Ngl-Tropfen
		alkoholfeucht: Faser völlig gelöst	keine Ngl-Tropfen
12,8	einheitlich nitriert	trocken: unvollständige	keine Ngl-Tropfen
		Gelatinierung
		alkoholfeucht: Durchgelatinierung	keine Ngl-Tropfen
13,0	einheitlich nitriert	trocken: keine Gelatinierung	ungenügend
		alkoholfeucht: unvollständige	Austritt von Ngl-Tropfen
		Gelatinierung
13,10	einheitlich nitriert	trocken: keine Gelatinierung	ungenügend
		alkoholfeucht: unvollständige	ungenügend
		Gelatinierung
13,05	75% 13,35% N	trocken: unvollständige	kein Ngl-Austritt
		Gelatinierung
	25% 12,15% N	alkoholfeucht: Gelatine mit	kein Ngl-Austritt
		eingebetteten Fasern
13.10	65% 13,34% N	trocken: dünn und trüb	Austritt von NgI
	35% 12,65% N	alkoholfeucht: sirupartig gelatiniert	kein Ngl-Austritt
13.18	80% 13,30% N	trocken: keine Gelatinierung,	Austritt von NgI
		Faserstruktur erhalten
	20% 12,65% N	alkoholfeucht: Gelatine mit	kein Ngl-Austritt
		angelöster Faser

Danach liegt bei einheitlich nitrierter Wolle die Gelatinierungsgrenze für trockene Nitrocellulose bei <c 12,8%, Tür alkoholfeuchte Nitrocellulose bei < 13,0% N. Der Ausschwitztest ist für trockene Nitrocellulose ab 13,0% N und Tür alkoholfeuchle Nitrocellulose ab 13,1% N nicht mehr erfüllt.

Es wird ferner die überraschende Beobachtung gemacht, daß Schießbaumwolle mit 13,35% N durch Zusatz eines Anteils niedriger nitrierter Wollen (von z. B. 12.6% N) bis zu einem Durchschnitts-Stickstoffgehalt von etwa 13,18% — bei Verwendung von alkoholfeuchter Wolle — sich gelatinieren läßt und der Ausschwitztest ohne Nitroglycerin-Austritt bestanden wird. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird daher eine aus 80% Wolle von N = 13,30 und 20% von N = 12,65% abgemischte Nitrocellulose verwendet.

Eine mikroskopische Untersuchung der Aussch witz-Proben zeigt, daß hierbei in die echte Gelatine aus Nitroglycerin und Nitrocellulose mit einem Stickstoffgehalt von 12,6% angelierte bzw. gequollene Fasern der Nitrocellulose mit einem Stickstoffgehalt von 13,35% eingebettet sind. Es ist also eine PseudoGelatine entstanden, die aber doch die erwünschten Eigenschaften der echten Gelatine zeigt, vor allem dem Ausschwitztest genügt und die als Pulvervorkonzentrat verwendet werden kann. Somit vermag eine Nitrocellulose von z. B. 12,6% N in Gegenwart von Alkohol als Gelatinierungsvermittler für sehr hoch nitrierte Schießbaumwollen zu dienen.

Dieser Vorgang ist in den F i g. 1 und 2 deutlich erkennbar, die die Gelatinierung einer Nitrocellulose von 13,18% (abgemischt aus 80% Wolle von N = 13,30% und 20% von N = 12,65%) mil Nitroglycerin zeigen (s. auch den in Tabelle 1 an letzter Stelle aufgeführten Versuch). F i g. 1 gibt den Gelatinierungsversuch mit trockener Wolle wieder. Die Fasern sind noch weitgehend erhalten. Dagegen zeigt der in F i g. 2 abgebildete Versuch mit alkoholfeuchter Wolle die erwähnte Pseudo-Gelatine, in der die Mehrzahl der Fasern gelöst und die noch erkennbaren Fasern angequollen bzw. angeliert sind. Der Ausschwitztest (Tabelle 1, letzte Spalte) bestätigt das mikroskopische Untersuchungsergebnis. Während entsprechend F i g. 1 der Ausschwitztest nicht erfüllt ist, liegt auch nach diesem Test in F i g. 2 eine Gelatine mit nicht abpreßbarem Nitroglycerin vor.

Zur Erläuterung der geschilderten Beobachtungen seien die folgenden Beispiele gegeben:

Beispiel 1

In 100 Teile Nitroglycerin werden 20 Teile alkoholfeuchte Nitrocellulose (bezogen auf trockene Nc) mit einem Stickstoffgehalt von 12,65% unter Rühren eingetragen und mehrere Stunden reifen gelassen. Nach etwa 6 Stunden hat sich eine schneidbare Gelatine gebildet, die zu der in einem Werner-&- Pfleiderer-Knetwerk zuvor angesetzten Pulvermasse, bestehend aus alkoholfeuchter Nitrocellulose mit 12,65% N, Nitroguanidin, Stabilisatoren und Lösungsmittel zugegeben wird. Unter Erwärmen vollzieht sich die Plastifizierung des Knetgutes, das in bekannter Weise zu Treibladungspulver weiterverarbeitet wird. Man erhält ein hochverdichtetes Pulver entsprechend dem USA.-Treibladungspulver M 30 mit hohem spezifischem Gewicht, das gute Stabilität und ballistische Eigenschaften zeigt, aber einfacher und gefahrloser herstellbar ist.

Beispiel 2

In 85 Teile vorgelegtes Nitroglycerin werden 15 Teile alkoholfeuchter Nitrocellulose (bezogen auf trockene Nc), die zu 80% aus einem Stickstoffgehalt von

1 771 06 ί 5"

13,30% und zu 20% aus einer Nc mit 12,65% N besteht und einen Durchschnitts-Stickstoffgehalt von 13,18% aufweist, im Draismischer eingerührt. Dieses Pulvervorkonzentrat wird mit weiterer Nitrocellulose Nitroguanidin, Stabilisatoren und Lösungsmittel, wie im Beispiel 1 angegeben, zu einem Treibladungspulver des USA.-Typs M 17 verarbeitet. Die gemäß Beispiel I (Pulver M 30) und Beispiel 2 (Pulver M 17) erzielten Leistungsdaten sind in Tabelle 2 wjedergegeben. Mit Hilfe dieser Pulvervorkonzentrate lassen sich in einfacher Weise nach dem üblichen Lösemittelpulver-Herstellungsverfahren dreibasige Treibladungspulver fertigen, die hervorragende ballistische Eigenschaften zeigen.

Tabelle 2 Leistungsdaten der erfindungsgemäß hergestellten Pulver

Bezeichnung

Matrize

Fcuchi.

Kai.

Dichte

40 50

Abbrand %
60 I 70 I XO

A_n, A,„ A_n, 30/50 .10/80 50/70

Pulvertyp M 30/USA. gemäß Beispiel 1 (Nitrocellulose N = 12,6%, einheitlich nitriert)

45/2-i
45/2-2

9.3/1.0/5.2
desgl.

0,1« 0.25

970 j !,658 I 5,70 j 5,60 | 5.56 I 5.53 I 5,62 I 5.52 I 5.22 I I | | | | |

977 !,670 I 5.32 I 5.17 | 5,46 | 5.17 | 5.39 | 5.36 | 5.21 | 5.27

5.51 5.29

5.56 5.31

I 2628 I 2664

Pulvertyp M 17/USA. gemäß Beispiel 2 (Nitrocellulose N = 13,18%, aus 80% mit 13,30% N und

20% mit 12,65% N)

TM 185

187
258
259
262

12,5/1.0/6,75
desgl.
desgl.
desgl.
desgl.

0,37	972	1,672	6,14	6,91	6,81	6,59	6.69	7.26	6,64	6.77	6,82	6.85
0.36	970	1.678	5,9!	6.54	6,64	6.53	6.35	6.86	6.51	6.57	6,57	6.58
0.26	972	1.677	5,90	6.36	6,14	6,41	6.44	6.44	6.36	6.30	6,36	6.43
0,24	963	1,668	6,13	5.91	6,20	6.35	6.23	6.38	6.15	6,15	6,20	6.32
0,22	972	1.651	6,08	6.37	6,46	6.41	6.49	6,36	6,50	6,41	6,43	6.42

2661 2668 2706 2716 2700

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Pulvermassen auf der Basis von Nitrocellulose, Nitroglycerin und gegebenenfalls anorganischen und organischen sauerstoffhaltigen Salzen durch Verkneten der Komponenten nach der Lösemitteltechnik, wobei ein — einen Teil der Nitrocellulose und Nitroglycerin enthaltendes, gelatiniertes, vorgereiftes — Vorprodukt zusammen mit einem Gemisch aus der restlichen Nitrocellulose, Lösungsmitteln, Additiven, Gelatinatoren und gegebenenfalls anorganischen oder organischen sauerstoffhaltigen Salzen einem Knetprozeß unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Vorproduktes entweder eine mit Äthylalkohol angefeuchtete, einheitlich nitrierte Nitrocellulose mit einem Stickstoffgehalt zwischen 12,5% und < 13.0% oder eine mit Äthylalkohol angefeuchtete, aus Mischwollen höheren und niederen Nitrierungsgrades bestehende Nitrocellulose mit einem Gesamtstickstoffgehalt ^12,5% verwendet wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus 80% Wolle von N = 13,30 und 20% von N = 12,65% abgemischte Nitrocellulose verwendet wird.