DE2436743B2

DE2436743B2 - Thermoplastische zusammensetzung auf polyvinylnitratbasis

Info

Publication number: DE2436743B2
Application number: DE19742436743
Authority: DE
Inventors: Louis Jean-Jacques Pont De Buis Leneveu (Frankreich)
Original assignee: Societe Nationale Des Poudres Et Explosifs, Paris
Priority date: 1973-08-09
Filing date: 1974-07-30
Publication date: 1977-01-27
Also published as: NL7410601A; CA1039426A; LU70682A1; DE2436743A1; GB1443289A; SE436127B; SE7410182L; NL164884C; IT1016803B

Description

acetat, Dinitrotoluol, den Phthalaten, schweren Teil der metallischen Umhüllung durch eine brennbare

bzw. langkettigen Estern, heterocyclischen Ke- Zusammensetzung ersetzte. So gibt beispielsweise die

tonen, Harnstoffen oder ABS ausgewählten Ad- FR-PS 13 49 818 Patronenhülsen an, die in zwei

ditiv, dadurch gekennzeichnet, daß es ein vor 40 Teilen hergestellt werden: einem Mantel aus einem

dem Formen zugesetztes poröses Nitrocellulose- brennbaren Material wie etwa nitrierter Cellulose

pulver enthält. sowie einem metallischen Unterteil. Ein großer Nach-

7. Form- bzw. gießbare Zusammensetzung teil einer derartigen Ausführung beruht darauf, daß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung Metall-Nitrocellulose unter der Bedie Menge des porösen Nitrocelllulosepulvers 45 dingung guter Betriebssicherheit sehr schwierig her-0—60 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gesamt- zustellen ist und das Problem dadurch nur teilweise gewicht der Bestandteile. gelöst ist, da in der Patronenhülse ein nicht zurück-

8. Verfahren zur Herstellung der thermo- zugewinnender metallischer Teil verbleibt. Etwa plastischen Zusammensetzungen nach einem der gleichzeitig wurde auf dem Gebiet der Rückstoß-Ansprüche 1—5 sowie der thermoplastischen Zu- 50 antriebe versucht, brennbare Raketenfiügel herzusammensetzungen auf der Basis von Polyvinyl- stellen. So gibt die FR-PS 15 73 822 brennbare nitrat, Nitrocellulose, Nitro-2-diphenylamin und Raketenfiügel an, die sich im Verlauf des Fluges des gegebenenfalls einem Additiv, dadurch gekenn- Flugkörpers zerstören; die aus einem schmelzbaren zeichnet, daß wie beim Herstellungsverfahren für Metall, einem festen, in der PS nicht beschriebenen die sogenannten »Pulver B« verfahren wird. 55 Antriebsmaterial oder einem inerten plastischen

9. Verfahren zur Herstellung brennbarer Gegen- Material bestehenden Flügel tragen allerdings nicht stände durch Warmformen der Zusammensetzungen zur für den Antrieb der Rakete bzw. des Flugkörpers nach einem der Ansprüche 1—7, dadurch ge- benötigten Energielieferung bei.

kennzeichnet, daß das Warmformen durch Spritz- Später wurde versucht, brennbare Putronenhülsen-

gießen vorgenommen wird. 60 Unterteile aus einem leicht brennbaren synthetischen

Material herzustellen, wie in der Hauptsache aus der

FR-PS 14 99 078 hervorgeht; in dieser PS ist jedoch

weder die Auswahl eines thermoplastischen Materials

Die Erfindung betrifft form- bzw. gießbare Zu- hoher Energie wie etwa Polyvinylnitrat erwähnt noch mmensetzungen auf der Basis von Polyvinylnitrat, 65 eine Angabe über die Formulierung eines solchen ; die Herstellung brennbarer Teile wie etwa Patronen- Stoffes.

Isen, Relaisenden für Mörser oder Rohre bzw. In darauffolgenden Entwicklungen versuchte man,

ichsen für Zündpillenträger erlauben, die ein sehr Materialien mit hoher Verbrennungsenergie zu ver-

wenden, um durch die Verbrennung daraus hergestellter Teile einen Energiebeitrag für den Antrieb des Projektils zu erhalten. So ist in der FR-PS 20 03 848 die Verwendung eines faserigen Cellulose-Ausgangsmaterials als brennbares Material beschrieben (beispielsweise Kraftpapier), dessen Potential durch Zusatz kristalliner Explosivmaterialien wie Pentaerythrit-tetranitrat, Hexogen oder Octogen erhöht ist. Die Anwendung der genannten Explosivmaterialien macht die Patronenherstellung allerdings schwierig und langwierig aufgrund der Tatsache, daß die gesamte Herstellung im wäßrigen Milieu vorgenommen wird und am Ende des Herstellungsprozesses eine verlängerte Trocknung notwendig ist. Bei einem anderen, in der FR-PS 21 03 794 beschriebenen Verfahren wird synthetischer Polyvinylacetat, Polyurethan,- oder Polystyrolschaum gepreßt: aufgrund der Tatsache, daß bei dem Verfahren Schäume angewendet werden, ist es auf die genannten Materialien beschränkt und eignet sich nicht für eine hochenergelische Vinylverbindung, da diese (wie etwa Polyvinylnitrat) sich nicht in Schaumform bringen läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, form- bzw. gießbare Zusammensetzungen hoher Energie für Zwecke der Artillerie und der Rückstoßantriebe anzugeben, die einerseits die leichte Herstellung vollständig verbrennbarer Gegenstände erlauben, andererseits neben der Verbrennung der Gegenstände einen bedeutenden Energiebeitrag zu liefern vermögen, der zur Verbesserung des Antriebs des Flugkörpers, an dem der Gegenstand angebracht ist, verwendet werden kann.

Die Erfindung bezieht sich dabei auf die Bedingungen, die mit der Herstellung form- bzw. gießbarer Zusammensetzungen auf Polyvinylnitratbasis verbunden sind. Polyvinylnitrat ist auc einem doppelten Gesichtspunkt interessant: im Gegensatz zu Nitrocellulose erweicht Polyvinylnitrat in der Wärme, die Zersetzungstemperatur ist deutlich höher als die Temperatur beginnender Erweichung; man verfügt dadurch über ein Produkt, das leicht durch Spritzgießen zu verarbeiten ist.

Die Erfindung gibt thermoplastische Zusammensetzungen auf Polyvinylnitratbasis an, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie neben Polyvinylnitrat Polyvinylacetat oder ein Gemisch aus Nitrocellulose und Polyvinylacetat sowie Nitro-2-diphenylamin enthalten.

Die Erfindung gibt ferner thermoplastische Gemische auf der Basis der obigen thermoplastischen Zusammen-Setzung oder einer thermoplastischen Zusammensetzung auf der Basis von Polyvinylnitrat, Nitrocellulose und Nitro-2-diphenylamin und gegebenenfalls einem unter Celluloseacetat, Dinitrotoluol, den Phthalaten, schweren bzw. langkettigen Estern, heterocyclischen Ketonen, Harnstoffen oder ABS ausgewählten Additiv an, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie ein vor dem Formen zugesetztes poröses Nitrocellulosepulver enthalten.

E'a Polyvinylnitrat ein Produkt mit schlechten mechanischen Eigenschaften ist, wird es vorzugsweise nicht allein, sondern im Gemisch mit Polyvinylacetat oder einer Mischung von Nitrocellulose und Polyvinylacetat verwendet, wobei der Gewichtsanteil an Polyvinylnitrat zwischen 30 und 90% liegt. Die genannten Konzentrationsgrenzen begründen sich wie folgt: Oberhalb 90% Polyvinylnitrat besitzt das Produkt schlechte mechanische Eigenschaften und behält nach dem Gießen seine Form nicht bei; unterhalb 30% Polyvinylnitrat wird entweder der Abstand zwischen der Zersetzungstemperatur und der Erweichungstemperatur im Falle der Nitrocellulose zu eng, oder die Verbrennungswärme nimmt im Falle von Polyvinylacetat zu sehr ab.

Bei Verwendung von Nitrocellulose wird vorzugsweise eine Nitrocellulose mit geringem Stickstoffgehalt eingesetzt. Mit steigendem Stickstoffgehalt der Nitrocellulose verringert sich der Unterschied zwischen der Temperatur beginnender Erweichung und der Zersetzungstemperatur.

Eine direkte Herstellung brennbarer Gegenstände aus Polyvinylnitrat ist aufgrund der mechanischen Eigenschaften des Polyvinylnitrats nicht wünschenswert; vorzugsweise wird die Herstellung in zwei Schritten vorgenommen: Zunächst werden kleine Körner der gießbaren Zusammensetzung hergestellt; es wurde dabei überraschenderweise von den Erfindern festgestellt, daß die Körner nach dem Herstellungsverfahren für Pulver auf einfacher Basis mit Lösungsmitteln hergestellt werden können (sog. »Pulver B«; hierunter werdenPulver auf Nitrocellulosebasis verstanden, die nach einem mit Lösungsmittel arbeitenden Verfahren hergestellt sind, wobei die Nitrocellulose mit Zusätzen in Gegenwart eines Lösungsmittels geknetet, gezogen, abgeschnitten, abgeschleudert, befeuchtet, getrocknet, geglättet und gegebenenfalls graphitisiert wird); im zweiten Schritt wird der genannte Gegenstand entweder direkt aus den zuvor erhaltenen Pulverkörnern oder durch Zumischen von porösen Nitrocellulose-Körnern zu den zuvor erhaltenen Pulverkörnern hergestellt.

Diese Vorgehensweise bringt folgende Vorteile mit sich: Die Herstellung der Körner aus der gießbaren Zusammensetzung kann in einer bereits vorhandenen Fertigungsstraße für Pulver vorgenommen werden und erfordert daher in der nitrierte Cellulosezusammensetzungen verarbeitenden Industrie keine neuen Einrichtungen; im Gegensatz zur Mehrzahl der bereits existierenden Verfahren ist die Herstellung der Gegenstände sehr einfach und betriebssicher und kann gefahrlos automatisiert werden, da die Körner der gießbaren Zusammensetzung vor der Verwendung geprüft und überwacht werden können.

Im folgenden wird die Erfindung näher erläutert.

Wie bereits erwähnt, werden die Körner aus der gießbaren Zusammensetzung nach dem Herstellungsverfahren für sogenannte »Pulver B« hergestellt. Das Polyvinylnitrat wird mit Isopropanol entwässert und in einer Hammermühle bei 3000 U/min einer Vorzerkleinerung unterworfen. Da die Polyvinylnitratfasern sehr kurz sind, genügt es, die Trockenpresse mit Linters aus nichtnitrierter Baumwolle zu versehen, um eine Ausbreitung bzw. ein Verstreuen der Fasern zu vermeiden. Im folgenden wird das Polyvinylnitrat mit Polyvinylacetat oder einem Gemisch von Nitrocellulose und Polyvinylacetat in einen Kneter vom Typ Werner gebracht. Darauf setzt man 60 ml Aceton/100 g Trockensubstanz zu und fügt, entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, 3 Gewichtsteile Nitro-2-diphenylamin/lOO Teile des Gemischs aus Polyvinylnitrat, Nitrocellulose und Polyvinylacetat als Stabilisierungsmittel zu. Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der Nitrocellulose auch ohne gleichzeitigen Zusatz von Polyvinylacetat eingesetzt werden kann, setzt man zugleich 0—30 Gewichtsteile Additive/

100 Teile des Gemischs aus Polyvinylnitrat, Nitrocellulose und Polyvinylacetat zu; die Additive werden unter Celluloseacetat, Dinitrotoluol, den Phthalaten, schweren bzw. langkettigen Estern, heterocyclischen Ketonen (Campher), den harnstoffen (Centralite) oder auch den Polymeren vom ABS-Typ (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere ausgewählt. Das Kneten dauert zwischen 2 und 3 h; nach dem Kneten wird preßgezogen und unmittelbar nach dem Ziehen bzw. Pressen abgeschnitten. Dazu ist zu bemerken, daß der Preßdruck sehr niedrig (zwischen 80 und 100 bar) bleiben muß. Die Körner aus der formbaren Zusammensetzung werden anschließend bei 45 ⁰C 100 h luftgetrocknet. Die so erhaltenen Körner sind zum Formen verwendbar.

Die Erfindung gibt also formbare Zusammensetzungen auf Polyvinylnitratbasis an, die die Herstellung brennbarer Gegenstände wie Patrunenhülsen, Relaisenden für Mörser oder Rohre bzw. Buchsen für Zündpillenträger mit stark erhöhtem Potential erlauben.

Erfindungsgemäß werden Zusammensetzungen auf Polyvinylnitratbasis verwendet, deren Gewichtsgehalt an Polyvinylnitrat zwischen 30 und 90% liegt.

Die Gegenstände werden in zwei Abschnitten hergestellt:

In einem ersten Abschnitt werden kleine Körner aus der gießbaren Zusammensetzung nach dem Herstellungsverfahren für Pulver auf einfacher Basis mit Lösungsmittel hergestellt; in einem zweiten Abschnitt wird der genannte Gegenstand aus den zuvor erhaltenen Pulverkörnern durch Formen bzw. Gießen hergestellt, wobei die Pulverkörner, entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, vor dem Formen mit Körnern aus porösem Pulver auf einfacher Nitrocellulosebasis gemischt werden.

Die erfindungsgemäßen Gegenstände sind insbesondere auf dem Gebiet der Artillerie oder der Rückstoßantriebe zur Herstellung brennbarer Patronenhülsen, Raketenflügel oder Rohre bzw. Buchsen für Zündpillenträger vorteilhaft verwendbar.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen für die Korn-Zusammensetzungen

ίο unter Angabe ihrer wichtigsten physikalischen Eigenschaften näher erläutert.

Der Stickstoffgehalt des verwendeten Polyvinylnitrats beträgt 14,7 °,„ was einer Molmasse des Monomeren von 89 bei vollständiger Veresterung des Monomeren entspricht, und ein Potential von 990cal/g; der Polyvinylalkohol besitzt vor der Nitrierung ein Zahlenmittel des Molekulargewichts M_n von 100 000, das nach der Nitrierung vorliegende PoJyvjnyJniirai ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von etwa M_n ^ 180 000.

1. Zusammensetzungen mit Polyvinylacetat und Polyvinylnitrat.

30

	Zusammen	Zusammen
	setzung 1	setzung 2
Polyvinylacetat	20 Gew.-Teile	30 Gew.-Teile
Polyvinylnitrat	80 Gew.-Teile	70 Gew.-Teile
Nitro-2-diphenylamin	3 Gew.-Teile	3 Gew.-Teile
Chemische Stabilität*)	70 h	70 h
Schlag- bzw. Stoß	0,5 kg · m	0,5 kg · m
empfindlichkeit
Potential	617cal/c	595 cal/g

*) Vieille-Stabilitätsprobc bei 108,5⁰C (für den Indikatorumschlag erforderliche Erhitzungszeit der Pulverprobe).

2. Zusammensetzungen mit Nitrocellulose (11,15% N) und Polyvinylnitrat
2.1 — Zusammensetzungen mit ABS (Beispiele 3—10)

Zusammensetzungen 3 4

10

Polyvinylnitrat
Nitrocellulose
Nitro-2-diphenylamin
ABS

Chemische Stabilität
Schlag- bzw. Stoßempfindlichkeit
Potential

2.2 — Zusammensetzung
(Beispiel 11—13)/

80 Teile 70 Teile 70 Teile 60 Teile 80 Teile 50 Teile 60 Teile 50 Teile

10 Teile 30 Teile 10 Teile 40 Teile 20 Teile 50 Teile 60 Teile 50 Teile

3 Teile 2 Teile 3,3 Teile 2,5 Teile 3 Teile 3 Teile 3 Teile 3 Teile

10 Teile 10 Teile 20 Teile 10 Teile 10 Teile 10 Teile 5 Teile 5 Teile

70 h 70 h 70 h 70 h 70 h 70 h 70 h 70 h

0,3 kg · m 0,3 kg · m 0,3 kg · m 0,3 kg · m 0,3 kg · m 0,3 kg · m 0,3 kg ■ m 0,3 kg·m

480 cal/g 590 cal/g 565 cal/g 584 cal/g 602 cal/g 642 cal/g 605 cal/g 594 cal/g

mit Dinitrotoluol

Zusammensetzungen 11 12

13

Polyvinylnitrat
Nitrocellulose
Nitro-2-diphenylamin
Dinitrotoluol
Chemische Stabilität
Schlag- bzw. Stoßempfindlichkeit
Potential

Die so erhaltenen
stellung brennbarer

80 Teile
10 Teile
3 Teile
10 Teile
70 h

70 Teile 30 Teile 3 Teile 10 Teile 70 h

80 Teile 20 Teile 3 Teile 20 Teile 70 h

0,3 kg· m0,3 kg-m 0,3kg-m 684 cal/g 683 cal/g 674 cal/g

3. — Zusammensetzung mit Polyvinylnitrat, Nitrocellulose und Polyvinylacetat

Zusammensetzungen 14

Polyvinylnitrat 80 Teile

Nitrocellulose 10 Teile

Polyvinylacetat 10 Teile
Nitro-2-diphenylamin 3 Teile

Chemische Stabilität 70 h
Schlag- bzw. Stoßempfindlichkeit 0,4 kg · m

Potential 660 cal/g

Körner aus der form- bzw. gießbaren Zusammensetzung erlauben eine leichte
Formtcile. Die Formteile können dabei durch Formpressen πΗργ <;nrii7i.ii(t ι··'

Beim Formpressen wird die gewünschte Menge der Zusammensetzung in die kalte Form eingebracht und im Ofen auf eine 20° über der Erweichungstemperatur liegende Temperatur erhitzt, bei den als Beispielen angegebenen Zusammensetzungen etwa auf 120⁰C. Für kleine Gegenstände wie etwa Patronenhülsen wird eine derartige Temperatur in etwa 10 min erreicht. Anschließend wird die Form unter relativ geringem Druck gepreßt (etwa 10 bar sind für diese Art von Zusammensetzungen ausreichend); nach dem Abkühlen wird kalt entformt.

Beim Spritzgießen wird das Granulat erhitzt, bis ein homogenes, paiitoses Material entsteht, das mit Hilfe einer Presse in die Form eingepreßt wird; nach dem Abkühlen wird kalt entformt. Durch das Druckgußverfahren wurden zylindrische Patronenhüllen von 1,5 cm Länge, 1 cm Außendurchmesser und 0,6 crn Innendurchmesser hergestellt. Die Patronenhülsen wiesen die nachfolgend angegebenen Eigenschaften in Abhängigkeit von ihrer ίο Zusammensetzung auf.

Zusammensetzung der Patronenhülse 12 3

Verbrennungswärme

Verbrennungsgeschwindigkeit bei 20° C unter 250 bar

Mechanische Eigenschaft

(Bruchlast)

-20⁰C

+20⁰C

+ 50⁰C

Chemische Stabilität

Unverbranntes unter
Normaldruck

Entformen

617 cal/g 22,4 mm/s

50 kg/cm* 10 kg/cm» dehnt sich 70 h cal/g 595 cal/g 624 cal/g 646 cal/g 626 cal/g 650 cal/g 24,5 mm/s 16 mm/s 17 mm/s 17 mm/s 13 mm/s 15 mm/s

kg/cm² 50 kg/cm¹¹ 50 kg/cm² 50 kg/cm² SOkgtem* 60 kg/cm²

kg/cm² 20 kg/cm^! dehnt sich 13 kg/cm⁸ 25 kg/cm⁵¹ 54 kg/cm⁸

dehnt sich 7 kg/cm² dehnt sich dehnt sich 8 kg/cm² 8 kg/cm²

h 70 h 70 h 70 h 70 h 70 h

8% 4% 5% 18% 5% 6%

leichte gut

Schwierigkeiten

gut gut

gut

Schlag- bzw. Stoßempfindlichkeit
+20⁰C
+40⁰C
+ 60⁰C
+8O⁰C

Temperatur beginnender
Erweichung

0,5 kg · m 0,4 kg · m 0,35 kg · m 0,35 kg · m +30⁰C

dto.

35⁰C

dto.

35⁰C dto.

35°C

0,6 kg · m

0,5 kg · m

0,45 kg ■ m 0,25 kg

0,4 kg · m 0,25 kg

4O⁰C 45°C

0,35 kg · m 0,4 kg · m 0,30 kg · m 0,35 kg · m m 0,30 kg · m m 0,25 kg · m 50° C

Zusammensetzung der Patronenhülse 9 10 Jl

12

14

Verbrennungswärme

Verbrennungsgeschwindigkeit bsi 20° C unter 250 bar

Mechanische Eigenschaft

(Bruchlast)

-20⁰C

+20⁰C

+50⁰C

Chemische Stabilität

Unverbranntes unter
Normaldruck

Entformen

Schlag- bzw. Stoßempfindlichkeit
+20⁰C
+40⁰C
+60⁰C
+8O⁰C

Temperatur beginnender
Erweichung

638 cal/g 16 mm/s

60 kg/cm² 50 kg/cm² 6 kg/cm⁸ 70 h 2%

gut

0,35 kg · m 0,30 kg · m 0,25 kg · m 0,25 kg · m 40°C

670 cal/g 16 mm/s

60 kg/cm² 36 kg/cm* 15 kg/cm* 70 h 2%

gut

0,40 kg · m 0,35 kg · m 0,30 kg · m 0,25 kg · m 50⁰C 734 cal/g
20 mm/s

50 kg/cm²
15 kg/cm*
10 kg/cm*
70 h
4%

gut

712 cal/g
17 mm/s

50 kg/cm*
11 kg/cm*
7 kg/cm*
70 h
2%

gut

764 cal/g 18 mm/s

50 kg/cm² dehnt sich dehnt sich 70 h

gut

0,5 kg · m 0,5 kg · m 0,5 kg · m

0,45 kg · m 0,45 kg - m 0,45 kg · m

0,40 kg · m 0,40 kg · m 0,40 kg · m

0,35 kg · m 0,35 kg · m 0,40 kg · m

35°C

35⁰C

30* C

660 cal/g 24,5 mm/s

50 kg/cm^s 10 kg/cm² dehnt sich 70 h 4%

gut

0,5 kg/cm² 0,45 kg/cm² 0,40 kg/cm² 0,35 kg/cm» 30⁰C

609 584/397

Aufgrund der Ergebnisse ist festzustellen, daß die Zusammensetzung bei indessen lediglich geringem Abfallen der mechanischen Eigenschaften um so leichter formbar ist, je höher der Gehalt an Polyvinylnitrat liegt.

Die Auswahl zwischen Nitrocellulose und Polyvinylacetat wird aufgrund des folgenden Kriteriums vorgenommen: Polyvinylacetat erleichtert das Formen mehr als Nitrocellulose, erniedrigt jedoch das Potential, was bei letzterer nicht der Fall ist. Ebenso stellt man bei den Additiven fest, daß ABS den Zusammensetzungen bessere mechanische Eigenschaften als Dinitrotoluol verleiht, das Potential jedoch mehr verringert als letzteres.

Einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entsprechend werden brennbare Teile, insbesondere brennbare Patronenhülsen, aus Polyvinylnitrat hergestellt, das eine große Verbrennungsgeschwimdigkeit besitzt, in dem man bei der Herstellung der Teile den zuvor definierten formbaren Zusammensetzungen ein poröses Nitrocellulosepulver zumischt. Man erhält auf diese Weise Teile, die zur Lieferung einer bedeutenden Antriebsenergie in der Lage sind; außerdem lassen sich mit ihnen einerseits brennbare Patronenhülsen herstellen, die mit einem herkömmlichen Pulver geladen sind, andererseits Massivtreibsätze, die mit oder ohne Zündpulver verwendet werden können.

Im allgemeinen bevorzugt man für die letztgenannte Anwendung formbare Zusammensetsiungen auf der Basis von Nitrocellulose, Polyvinylnitrat und ABS, wobei die Anteile der verschiedenen Komponenten innerhalb der folgenden Grenzen variieren können:

Nitrocellulose 30—70 Gew.-Teile

Polyvinylnitrat 70—30 Gew.-Teile

ABS (Acrylnitril-Butadien-

Styrol-Copolymer) 0— 5 Gew.-Teile

Die Nitrocellulose ist vorzugsweise ein Produkt mit geringem Stickstof gehalt (11—12,6% Stickstoff), während das Polyvinylnitrat vorzugsweise stark nitriert ist (Stickstoffgehalt um 15.4%).

Die brennbaren Teile werden in diesem Fall folgendermaßen hergestellt:

In den einen Formteil wird ein Gemisch aus der zuvor erhaltenen formbaren Zusammensetzung sowie einem im wesentlichen aus Nitrocellulose bestehenden porösen Pulver eingebracht. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt der Gewichtsanteil des porösen Nitrocellulose-Pulvers zwischen 0 und 60%, bezogen auf die Gesamtheit der Bestandteile. Das poröse Nitrocellulose-Pulver enthält vorteilhaft etwa 1% Diphenylamin. Die Form wird anschließend auf eine bei etwa 110° C liegende Temperatur im Ofen aufgeheizt: nach erfolgter Temperatureinstellung wird etwa 30 see gepreßt und nach dem Abkühlen aus der Form entnommen. Auf diese Weise werden brennbare Teile erhalten, die in etwa 0,5 msec verbrennen.

Im folgenden wird ein Herstellragsbeispiel für brennbare Patronenhülsen angegeben.

Verwendet wird poröses Nitrocellulose-Pulver BA-10 S, das folgender Knetzusammensetzung entspricht:

Nitrocellulose (Stickstoffgehalt:

13,2%) 100 Gew.-Teile

Diphenylamin 1,2 Gew.-Teile

Kaliumnitrat 125 Gew.-Teile

Das Pulver wird nach dem mit Lösungsmittel arbeitenden Verfahren hergestellt, wobei das Kaliumnitrat beim Wässern entfernt wird, wodurch das Pulver porös wird. Das Pulver wird in kleine Zylinder von 0,6 mm Länge und 0,5 mm Durchmesser geschnitten. Die physikalischen Eigenschaften waren folgende:

Dichte 0,428 g/ml

Alkohol 0,044%

Äther 0,011%

Dophenylamin 1,13%

Kaliumnitrat 0,145%

Graphit 0,14%

Potential 982 cal/g

Es wurden folgende thermoplastische, formbare Zusammensetzungen hergestellt:

Zusammensetzung A B

Nitrocellulose	50 Teile	60 Teile
_3o (Stickstoffgehalt 12,5%)
Polyvinylnitrat	50 Teile	40 Teile
(Stickstoffgehalt 15,4%)
ABS	0 Teile	1 Teil
Nitro-2-diphenylamin	3 Teile	3 Teile
35 Lösungsmittel	2 Teile	1,16 Teile
Potential	830 cal/g	845 cal/g

Unter Verwendung dieser formbaren Zusammensetzungen und BA-10 S-Pulver wurden vollständig yerbrennbare Patronenhülsen hergestellt, wobei die in die Form eingebrachte Zusammensetzung zu */a aus der formbaren Zusammensetzung und zu Va aus BA-10 S-Pulver bestand (Gewichtsverhältnisse). Die so erzeugten Patronenhülsen besaßen folgende physikalischen Eigenschaften:

Patronenhülsen mit Zusammensetzungen des Typs

Effektive Dichte
Restl. Wassergehalt
Restl. Lösungsmittelgehalt
Nitro-2-diphenylamin

Potential

Erweichungsbeginn
Zersetzung

Schlag- bzw. Stoßempfindlichkeit

Reibungsempfindlichkeit
Chemische Stabilität

1,70 g/ml	1,72 g/ml
0,8%	0,8%
1,6%	1,03%
2,6%	2,6%
880 cal/g	895 cal/g
80° C	80°C
200°C	196⁰C
0,4 kg · m	0,4 kg · m
hält 36	hält 36
kg · m aus	kg · m aus
70 h	70 h

Claims

'f

erhöhtes Potential aufweisen und so zur Energie-Patentansprüche: lieferung für rückstoßgetriebene Gegenstände bzw. !.Thermoplastische Zusammensetzung auf Poly- Vorrichtungen beitragen.

vinylnitrat-Basis, dadurch ge kern η ze ich- Die thermoplastischen Eigenschaften von PoIynet, daß sie neben Polyvinylnitrat Polyvinyl- 5 vinylnitrat und die damit verbundenen Vorteile bei

acetat oder ein Gemisch aus Nitrocellulose und der Herstellung gegossener Gegenstände sind in der

Polyvinylacetat sowie Nitro-2-diphenylamin ent- FR-PS 9 Π 759 angegeben, jedoch sind die energe-

ihält. tischen Eigenschaften dieser Produkte in der genannten
2. Thermoplastische Zusammensetzung nach PS nicht in Betracht gezogen, auch sind darin hinsicht-Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die *o lieh der Art der gießbaren Zusammensetzung keinerlei Menge an Polyvinylnitrat 30—90 Gew.- % beträgt, Hinweise auf besondere Anwendungsmöglichkeiten bezogen auf die Summe von Polyvinylnitrat, gegeben. Die mit brennbaren Gegenständen verbun-Polyvinylacetat und Nitrocellulose. denen Vorteile auf dem Gebiet des Rückstoßantriebs
3. Thermoplastische Zusammensetzung nach oder der Artillerie wurden indessen bereits früh erAnspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zu- 15 kannt. Tatsächlich machen metallische Flügel oder mindest ein Additiv enthält, das unter Cellulose- gewisse metallische Teile des Leitwerks bzw. des acetat, Dinitrotoluol, den Phthalaten, schweren Steuerschwanzes rückstoßgetriebener Körper diese bzw. langkettigen Estern, heterocyclischen Ke- Objekte während der gesamten Fiugdauer schwertonen, Harnstoffen oder ABS ausgewählt ist. fällig, da sie nur zu Beginn des Fluges benötigt werden
4. Thermoplastische Zusammensetzung nach 20 und eine Erhöhung der Pulverladung für ihren AnAnspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die trieb erforderlich machen. Auf dem Gebiet de·· Menge des Additivs 0—30 Gew.-°₀ beträgt, be- Artillerie wurde schon sehr früh festgestellt, daß die zogen auf die Summe von Polyvinylnitrat, Poly- AnsammJung leerer Patronenhülsen in einem Fahrvinylacetat und Nitrocellulose. zeug Probleme starker Behinderung bzw. Über-
5. Thermoplastische Zusammensetzung nach as füllung aufwirft; darüber hinaus treten durch den einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeich- immer vorhandenen Gehalt der Patronenhülsen an net, daß die Menge des Nitro-2-diphenylamins Restgasen der Pulververbrennung Toxizitätsprobleme etwa 3Gew.-⁰;, beträgt, bezogen auf die Summe für die Besatzungen von Kampffahrzeugen auf. Daß von Polyvinylnitrat, Polyvinylacetat und Nitro- diese Probleme keineswegs zu vernachlässigen sind, cellulose. 30 geht aus der Feststellung hervor, daß sich die Leistungs-
6. Thermoplastisches Gemisch auf der Basis fähigkeit von Soldaten in einem Fahrzeug, in dem sich einer thermoplastischen Zusammensetzung nach eine große Menge leerer Patronenhülsen ansammelt, einem der Ansprüche 1—5 oder einer thermo- erheblich verschlechtert.

plastischen Zusammensetzung auf der Basis von Man hat früher versucht, das Problem der brenn-

Polyvinylnitrat, Nitrocellulose und Nitro-2-diiphe- 35 baren Teile, insbesondere das Problem brennbarer

nylamin und gegebenenfalls einem unter Cellulose- Patronenhülsen, dadurch zu lösen, daß man nur einen