DE2436743C3 - Thermoplastische Zusammensetzung auf Polyvinylnitratbasis - Google Patents

Description

plastischen Zusammensetzung auf der Basis von Man hat früher versucht, das Problem der brenn-Polyvinylnitrat, Nitrocellulose und Nitro-2-diphe- 35 baren Teile, insbesondere das Problem brennbarer

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

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 Nitrocellulosepulvers 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 Raketenflügel herzusammensetzungen auf der Basis von Polyvinyl- stellen. So gibt die FR-PS 15 73 822 brennbare nitrat, Nitrocellulose, Nitro-2-diphenylamin und Raketenflügel 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 Patronenhülsengießen 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 immensetzungen auf der Basis von Polyvinylnitrat, 65 eine Angabe über die Formulierung eines solchen ie die Herstellung brennbarer Teile wie etwa Patronen- Stoffes.

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

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

3 4

wenden, um durch die Verbrennung daraus her- nach dem Gießen seine Form nicht bei; unterhalb

gestellter Teile einen Energiebeitrag für den Antrieb 30% Polyvinylnitrat wird entweder der Abstand

des Projektils zu erhalten. So ist in der FR-PS 20 03 848 zwischen der Zersetzungstemperatur und der Er-

die Verwendung eines fasengen Cellulose-Ausgangs- weichunsstempemtur im Falle der Nitrocellulose zu

materials als brennbares Material beschrieben (bei- 5 eng, oder die Verbrennungswärme nimmt im Falle

spielsweise Kraftpapier), dessen Potential durch von Polyvinylacetat zu sehr ab.

Zusatz kristalliner Explosivmaterialien wie Penta- Bei Verwendung von Nitrocellulose wird vorzugs-

erythrit-tetranitrat, Hexogen oder Octogen erhöht weise eine Nitrocellulose mit geringem Stickstoffgehalt

ist. Die Anwendung der genannten Explosivmate- eingesetzt. Mit steigendem Stickstoffgehalt der Nitro-

rialien macht die Patronenherstellung allerdings io cellulose verringert sich der Unterschied zwischen der

schwierig und langwierig aufgrund der Tatsache, daß Temperatur beginnender Erweichung und der Zer-

die gesamte Herstellung im wäßrigen Milieu vor- Setzungstemperatur.

genommen wird und am Ende des Herstellungspro- Eine direkte Herstellung brennbarer Gegenstände zesses eine verlängerte Trocknung notwendig ist. aus Polyvinylnitrat ist aufgrund der mechanischen Bei einem anderen, in der FR-PS 2103 794 beschrie- »5 Eigenschaften des Polyvinylnitrats nicht wünschensbenen Verfahren wird synthetischer Polyvinylacetat, wert; vorzugsweise wird die Herstellung in zwei Polyurethan- oder Polystyrolschaum gepreßt: auf- Schritten vorgenommen: Zunächst werden kleine grand der Tatsache, daß bei dem Verfahren Schäume Körner der gießbaren Zusammensetzung hergestellt; angewendet werden, ist es auf die genannten Mate- es wurde dabei überraschenderweise von den Erriaiien beschränkt und eignet sich nicht für eine 20 findern festgestellt, daß die Körner nach dem Herhochenergetische Vinylverbindung, da diese (wie etwa stellungsverfahren für Pulver auf einfacher Basis Polyvinylnitrat) sich nicht in Schaumform bringen läßt. _mit Lösungsmitteln hergestellt werden können (sog.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, form- »Pulver B«; hierunter werdenPulver auf Nitrocellulose-

bzw. gießbare Zusammensetzungen hoher Energie basis verstanden, die nach einem mit Lösungsmittel

für Zwecke der Artillerie und der Rückstoßantriebe «5 arbeitenden Verfahren hergestellt sind, wobei die

anzugeben, die einerseits die leichte Herstellung voll- Nitrocellulose mit Zusätzen in Gegenwart eines

ständig verbrennbarer Gegenstände erlauben, an- Lösungsmittels geknetet, gezogen, abgeschnitten, ab-

dererseits neben der Verbrennung der Gegenstände geschleudert, befeuchtet, getrocknet, geglättet und

einen bedeutenden Energiebeitrag zu liefern vermögen, gegebenenfalls graphitisiert wird); im zweiten Schritt

der zur Verbesserung des Antriebs des Flugkörpers, 3° wird der genannte Gegenstand entweder direkt aus

an dem der Gegenstand angebracht ist, verwendet den zuvor erhaltenen Pulverkörnern oder durch Zu-

werden kann. mischen von porösen Nitrocellulose-Körnern zu den

Die Erfindung bezieht sich dabei auf die Bedin- zuvor erhaltenen Pulverkörnern hergestellt,
gungen, die mit der Herstellung form- bzw. gieß- Diese Vorgehensweise bringt folgende Vorteile barer Zusammensetzungen auf Polyvinylnitratbasis 35 mit sich: Die Herstellung der Körner aus der gießverbunden sind. Polyvinylnitrat ist aus einem doppelten baren Zusammensetzung kann in einer bereits vorGesichtspunkt interessant: im Gegensatz zu Nitro- handenen Fertigungsstraße für Pulver vorgenommen cellulose erweicht Polyvinylnitrat in der Wärme, werden und erfordert daher in der nitrierte Cellulosedie Zersetzungstemperatur ist deutlich höher als die zusammensetzungen verarbeitenden Industrie keine Temperatur beginnender Erweichung; man verfügt 40 neuen Einrichtungen; im Gegensatz zur Mehrzahl dadurch über ein Produkt, das leicht durch Spritz- der bereits existierenden Verfahren ist die Herstellung gießen zu verarbeiten ist. der Gegenstände sehr einfach und betriebssicher und

Die Erfindung gibt thermoplastische Zusammen- kann gefahrlos automatisiert werden, da die Körner

Setzungen auf Polyvinylnitratbasis an, die dadurch der gießbaren Zusammensetzung vor der Verwendung

gekennzeichnet sind, daß sie neben Polyvinylnitrat 45 geprüft und überwacht werden können.

Polyvinylacetat oder ein Gemisch aus Nitrocellulose Im folgenden wird die Erfindung näher erläutert.

und Polyvinylacetat sowie Nitro-2-diphenylamin ent- Wie bereits erwähnt, werden die Körner aus der

halten. gießbaren Zusammensetzung nach dem Herstellungs-

Die Erfindung gibt ferner thermoplastische Gemische verfahren für sogenannte »Pulver B« hergestellt. Das auf der Basis der obigen thermoplastischen Zusammen- 50 Polyvinylnitrat wird mit Isopropanol entwässert und setzung oder einer thermoplastischen Zusammen- in einer Hammermühle bei 3000 U/min einer Vorsetzung auf der Basis von Polyvinylnitrat, Nitro- zerkleinerung unterworfen. Da die Polyvinylnitratcellulose und Nitro-2-diphenylamin und gegebenen- fasern sehr kurz sind, genügt es, die Trockenpresse falls einem unter Celluloseacetat, Dinitrotoluol, den mit Linters aus nichtnitrierter Baumwolle zu versehen, Phthalaten, schweren bzw. laugkettigen Estern, hetero- 55 um eine Ausbreitung bzw. ein Verstreuen der Fasern cyclischen Ketonen, Harnstoffen oder ABS aus- zu vermeiden. Im folgenden wird das Polyvinylnitrat gewählten Additiv an, die dadurch gekennzeichnet mit Polyvinylacetat oder einem Gemisch von Nitrosind, daß sie ein vor dem Formen zugesetztes poröses cellulose und Polyvinylacetat in einen Kneter vom Nitrocellulosepulver enthalten. Typ Werner gebracht. Darauf setzt man 60 ml

Da Polyvinylnitrat ein Produkt mit schlechten 60 Aceton/100 g Trockensubstanz zu und fügt, entmechanischen Eigenschaften ist,, wird es vorzugsweise sprechend einer bevorzugten Ausführungsform der nicht aHein, sondern im Gemisch mit Polyvinylacetat Erfindung, 3 Gewichtsteile Nitro-2-diphenylamin/lOO oder einer Mischung von Nitrocellulose und Poly- Teiie des Gemische aus Polyvinylnitrat, Nitrocellulose vinylacetat verwendet, wobei der Gewichtsanteil an und Polyvinylacetat als Stabilisierungsmittel zu. Nach Polyvinylnitrat zwischen 30 und 90% liegt. Die ge- 65 einer anderen bevorzugten Ausführungsform der nannten Konzentrationsgrenzen begründen sich wie Erfindung, bei der Nitrocellulose auch ohne gleichfolgt: Oberhalb 90% Polyvinylnitrat besitzt das Pro- zeitigen Zusatz von Polyvinylacetat eingesetzt werden dukt schlechte mechanische Eigenschaften und behält 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 preßppzogen 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 Patronenhülsen, 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 Lösungsmitte! 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

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

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 v/ird die Erfindung anhnnd 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 Polyvinylnitrat ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von etwa Mn sa 180 000.

1. Zusammensetzungen mit Polyvinylacetat und Polyvinylnitrat.

	Zusammen	Zusammen
	setzung 1	setzung 2
Polyvinylacetat	20 Gew.-Teile	30 Gew.-Teiie
Polyvinylnitrat	80 Gew.-Teüe	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	617 cal/e	595 cal/e

*) Vieille-Stabilitätsprobe bei 1O8,5°C (für den Indikatorumschlag erforderliche Erhitzungszeit der Pulverprobe).

Zusammensetzungen
3 4

10

Polyvinylnitrat

Nitrocellulose

Nitro-2-diphenylamin

Chemische Stabilität

Schlag- bzw. Stoßempfind-

lichkeit

Potential

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 0,3kg-m

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

2.2 — Zusammensetzung
(Beispiel 11—13)/

mit; Dinitrotoluol

Zusammensetzungen
11 12

13

3. — Zusammensetzung mit Polyvinylnitrat, Nitrocellulose und Polyvinylacetat

Zusammensetzungen 14

Polyvinylnitrat	80 Teile	70 Teile	80 Teile	Polyvinylnitrat	80 Teile
Nitrocellulose	10 Teile	30 Teile	20 Teile	Nitrocellulose	10 Teile
Nitro-2-diphenylamin	3 Teile	3 Teile	3 Teile	6o Polyvinylacetat	10 Teile
Dinitrotoluol	10 Teile	10 Teile	20 Teile	Nitro-2-diphenylamin	3 Teile
Chemische Stabilität	70 h	70 h	70 h	Chemische Stabilität	70 h
Schlag- bzw. Stoß	0,3 kg · m	0,3 kg · m	0,3 kg-m	Schlag- bzw. Stoßempfindlichkeit	0,4 kg · m
empfindlichkeit				Potential	660 cal/g
Potential	684 cal/g	683 cal/g	674 cal/g

Die so erhaltenen Körner aus der form- bzw. gießbaren Zusammensetzung erlauben eine leichte Herstellung brennbarer Formteile. Die Formteile können dabei durch Formpressen oder Spritzguß hergestellt werden.

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 12O⁰C. 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, pastoses 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 cm Innendurchmesser hergestellt. Die Patronenhülsen wiesen die nachfolgend angegebenen Eigenschaften in Abhängigkeit von ihrer ίο Zusammensetzung auf.

Zusammensetzung der Patronenhülse

2

3

10

11

4

12

5

13

6

H

8

1

595 ca!/g

595 cal/g

624 cal/g

646 cal/g

626cal/g

650 cal/g

Verbrennungswärme

617 cal/g

24,5 mm/s

16 mm/s

17 mm/s

17 mm/s

13 mm/s

15 mm/s

Verbrennungsgeschwindig

22,4 mm/s

keit bei 20° C unter 250 bar

Mechanische Eigenschaft

(Bruchlast)

50 kg/cm2

50 kg/cm2

50 kg/cm2

50 kg/cm2

50 kg/cm2

60 kg/cm2

-20°C

50 kg/cm2

10 kg/cm2

20 kg/cm2

dehnt sich

13 kg/cm2

25 kg/cm2 .

54 kg/cm2

+200C

10 kg/cm2

dehnt sich

7 kg/cm2

dehnt sich

dehnt sich

8 kg/cm2

8 kg/cm2

+ 500C

dehnt sich

70 h

70 h

70 h

70h

70 h

70 h

Chemische Stabilität

70 h

8%

4%

5%

18%

5°/

6%

Unverbranntes unter

6%

Normaldruck

gut

gut

gut

gut .

gut

gut

Entformen

leichte

Schwierig

keiten

Schlag- bzw. Stoßempfind

lichkeit

0,6 kg · m

0,35 kg · m

0,4 kg · m

+200C

0,5 kg · m

• Htn

dto.

rl ro

0,5 kg · m

0,30 kg · m

0,35 kg· m

+400C

0,4 kg · m

UlU.

0,45 kg · m

0,25 kg · m

0,30 kg · ir

+600C

0,35 kg · m

0,4 kg · m

0,25 kg · m

0,25 kg-rr

+800C

0,35 kg · m

350C

350C

35°C

40° C

45° C

50° C

Temperatur beginnender Erweichung

+300C

Zusammensetzung der Patronenhülse

9

Verbrennungswärme 638 cal/g

Verbrennungsgeschwindig- 16 mm/s
keit bei 20⁰C unter 250 bar

Mechanische Eigenschaft
(Bruchlast) '

-2O⁰C 60 kg/cm²

+2O⁰C 50 kg/cm²

+50^cC 6 kg/cm²

Chemische Stabilität 70 h

Unverbranntes unter 2%

Normaldruck

Entformen gut

Schlag- bzw. Stoß-

empfindlichkeit

+2O⁰C 0,35 kg ■ m

+4O⁰C 0,30 kg -m

+60⁰C 0,25 kg-m

+80⁰C 0,25 kg-m

Temperatur beginnender 40⁰C
Erweichung

670 cal/g
16 mm/s

60 kg/cm² 36 kg/cm² 15 kg/cm² 70 h

gut

0,40 kg · m 0,35 kg · m 0,30 kg · m 0,25 kg · m 5O⁰C 734 cal/g
20 mm/s

50 kg/cm²
15 kg/cm²
10 kg/cm²
70 h
4%

gut

0,5 kg · m
0,45 kg · m
0,40 kg ■ m
0,35 kg · m

35⁰C

712 cal/g
17 mm/s

50 kg/cm²
11 kg/cm²
7 kg/cm²
70 h
2%

gut

0,5 kg · m
0,45 kg · m
0,40 kg · m
0,35 kg · m
35⁰C

764 cal/g 18 mm/s

50 kg/cm⁸ dehnt sich dehnt sich

70 h
15%

gut

0,5 kg · m 0,45 kg · m 0,40 kg · m 0,40 kg · m 3O⁰C

660 cal/g 24,5 mm/s

50 kg/cm² 10 kg/cm² dehnt sich 70 h 4%

gut

0,5 kg/cm" 0,45 kg/cm² 0,40 kg/cm^s 0,35 kg/cm^! 30°C

109 M7/3<

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 Verbrennungsgeschwindigkeit 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 Zusammensetzungen 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 Stickstoffgehalt (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 HO⁰C 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 Herstellungsbeispiel 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 %

^ao Graphit 0,14%

Potential 982 cal/g

Es wurden folgende thermoplastische, formbare Zusammensetzungen hergestellt:

Zusammensetzung A B

Nitrocellulose	50 Teile	60 Teile
o (Stickstoffgehalt 12,5%)
Polyvinylnitrat	50 Teile	40 Teile
(Stickstoffgehalt 15,4%)
ABS	0 Teile	ITeil
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 verbrennbare Patronenhülsen hergestellt, wobei die in die Form eingebrachte Zusammensetzung zu Va aus der formbaren Zusammensetzung und zu ¹I₃ aus BA-10 S-Pulver bestand (Gewichtsverhältnisse). Die so erzeugten Patronenhülsen besaßen folgende

physikalischen Eigenschaften:

Patronenhülsen mit Zusammensetzungen des Typs

	A	B
S" Effektive Dichte	1,70 g/ml	1,72 g/ml
Restl. Wassergehalt	0,8%	0,8%
Restl. Lösungsmittelgehalt	1,6%	1,03%
Nitro-2-diphenylamin	2,6%	2,6%
55 Potential	880 cal/g	895 cal/g
Erweichungsbeginn	80° C	80° C
Zersetzung	200° C	196°C
Schlag- bzw. Stoßempfind- , lichkeit	0,4 kg · m	0,4 kg · m
6o '""iixwi1· Reibungsempfindlichkeit	hält 36	hält 36
	kg ■ m aus	kg · m aus
Chemische Stabilität	70 h	70 h

Claims (6)

erhöhtes Potential aufweisen und so zur Energie-Patentansprüche: lieferung für rückstoßgetriebene Gegenstände bzw.

1. Thermoplastisch*. Zusammensetzung auf Poly- Vorrichtungen beitragen.

vir.ylnitrat-Basis, d a du rc h ge ke η η zeich- Die thermoplastischen Eigenschaften von PoIy-

n e t, 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 11 759 angegeben, jedoch sind die energehält. 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 io Hch der Art der gießbaren Zusammensetzung keinerlei Menge an Polyvinylnitrat 30—90 Gew.-% beträgt, Hinweise auf besondere Anwendungsmcglichkeiten 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, Dinitrotcluol, den Phthalaten, schweren Steuerschwanzes rückstoßgetriebener Körper diese bzw. langkettigen Estern, heterocyclischen Ke- Objekte während der gesamten Flugdauer schwertonen, Harnstoffen oder ABS ausgewählt ist. fällig, da sie nur zu Beginn des Fluges benötigt werden

4. Thermoplastische Zusammensetzung nach ao und eine Erhöhung der Pulverladung für ihren AnAnspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die trieb erforderlich machen. Auf dem Gebiet der Menge des Additivs 0—30 Gew.-% beträgt, be- Artillerie wurde schon sehr früh festgestellt, daß die zogen auf die Summe von Polyvinylnitrat, Poly- Ansammlung leerer Patronenhülsen in einem Fahrvinylacetat und Nitrocellulose. zeug Probleme starker Behinderung bzw. Über-

5. Thermoplastische Zusammensetzung nach 25 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 3 Gew.- % 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.