PL116272B1 - Plastic explosive - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest plastyczny material wybuchowy o zwiekszonej wytrzymalosci mecha¬ nicznej.Dotychczas produkowane plastyczne materialy wybuchowe skladaja sie w zasadzie z trzech kom- ponetów, a mianowicie z krystalicznego krusza¬ cego materialu wybuchowego, zelatynizatora i zmiekczacza.Jako krystaliczny material wybuchowy stosuje sie material wybuchowy kruszacy jak np. hekso- gen, pentryt, oktogen, jako zelatynizatoir np. skro¬ bie lub nitroceluloze, zas jako zmiejkczacz róznego rodzajoi ciekle luib pólplynnie oleje mineralne smary, a takze ciekle organiczne zwiazki nitrowe jak np. nitrogliceryne, dwunitorotoluen i dmne.W zmiekczaczach rozpuszcza sie zelatynizator, a do uzyskanego ukladu w postaci zelu wrpowadza kry¬ staliczny material wybuchowy. jW wyniku takiego potepowania otrzymuje sie plastyczny material wybuchowy o bardzo zróznicowanych wlasnosciach wybuchowych i fizyko-mechanicznych. Oczywiste jest, ze wlasnosci te zaleza nie tyflko od jakoscio¬ wego doboru skladników, aile równiez od ich ilos¬ ciowego udzialu w danej kompozycji oraz od ta¬ kich parametrów jak np. wielkosc krysztalów za¬ stosowanego krystalicznego materialu wybucho¬ wego.(Najczesciej plastyczne materialy wybuchowe maja konsystencje ciastowata. Wada ich jest brak wytrzymalosci mechanicznej na rozciaganie 10 20 25 i sciskanie. Zwiekszenie wytrzymalosci mechnicz- nej mozna zazwyczaj osiagnac przez zastosowanie wiekszych ilosci zelatynizatoora i zmiekczacza w stosunku do krystalicznego materialu wybucho¬ wego. Prowadzi to naturalnie do obnizenia para¬ metrów wyibruchowych mieszaniny.Stwierdzono, ze mozna zwiekszyc wytrzymalosc mechaniczna plastycznego .materialu, wybuchowego bez równoczesnego obnizania jego parametrów wy¬ buchowych* jezeli w mieszaninie tego materialu zastosuje sie odpowiednio dobrane zmiekczacze i zelatylnizatory.W mieszaninie wybuchowej wedlug wynalazku jako zelatynizator stosuje sie nitroceluloze, na&o- miat jako zmiejkczacz — odpowiedni ester kwasu ftalowego, korzystnie w kompozycji z epoksydo¬ wanym olejem roslinnym^ zawierajacym 5—6?/* tlenu epoksydowego.Korzystnie stosuje sie nitroceluloze o zawartosci 10,i2!-^lr2,6ty azotu, dobrze rozpuszczalna w etanolu lub w mieszaninie etanolu z eterem etylowym.Jako natjodpotwuedndeijszy, zmiejkczacz okazal sie ester kwasu ftalowego, w którym jedna gnujpa karboksylowa zestrytflkowana jest alkoholem jednohydroksyiowym zawierajacym 1^8 atomów wegla w lancuchu, a druga grupa karboksylowa zestryfikowana jest alkandiolem o wzorze OH^HgCHaO^H w którym n = 1—8 (np. gliikolem etylowym) albo alkoholem benzylowym. Wymie- 116 272116 272 nione ftaiany stosuje sie kotrzytstnie w mieszaninie z epoksydowanymi olejami roslinnymi.Stwierdzono, poza tym, ze epoksydowane oleje roslinne moga byc zastosowane jako zmiekczacze bez koniecznosci komponowania ich -z italanem.Jako takie zmiekczacze nadaja sie np. epcteydo- waine oleje sojowy, rzepakowy, slonecznikowy.Wlasciwosci ftalanów jako plastyfikatorów sa wprawdzie znane, ale dotychczas wykorzystywano je glównie w przetwórstwie tworzyw sztucznych.Znane sa co prawda próby zastosowania ftalanu dwubutylowego do wytwarzania plastycznego ma¬ terialu wybuchowego, ale na skutek wypacania sie tego estru z gotowego produktu, produkt taki szybko starzeje sie, staje sie niejednorodny i nie nadaje sie do dluzszego magazynowania.Material wedlug wynalazku zawiera 70—SS*/* wagowych krystalicznego, kruszacego materialu 10 15 wybuchowego, 4—10% waigowych nitrocelulozy ja¬ ko zelatynizatora oraz l&i-HzizP/a wagowych zmiekczacza w postaci estai kwasu ftalowego, w którym jedna z grup karboksylpwych zestryfiko- -wana jest -alkanolem zawierajacym 1—8 atomów wegla, ÓH(CH2CH20)nH, w którym n = 1—3 albo alko¬ holem ^benzylowym, i/lub epoksydowanego oleju coslimnego o zawartosci 5—6°/» tlenu epoksydowego.Zzelatynizowana zmiekczaczem nitroceluloza na¬ daje wlasciwosci plastyczne materialowi o wyzej przytoczonym skladzie. Dopuszczalna, wysoka za¬ wartosc nitrocelulozy w tym materiale, bo wyno¬ szaca do 10,% wagowo nie wplywa ujemnie na parametry wybuchowe produktu, gdyz sama nitro¬ celuloza jest równiez materialem wybuchowym.Obecnosc jej wplywa poza tym korzystnie na wlasnosci fizyko-mechaniczne materialu.Przyklad Sklad materialu wedlug wynalazku Heksogen Pentryt Nitroceluloza i_.'_.., , Fltalan oktylogilikoioetytaiowy Fltalan touityloibenzylowy Ftalan butyloglijkoioetylenowy Elpoksydowany olej sojowy Tablica I . — 75 3. '':. — —l -¦ U7 II — 77 \. Y ,.\ .' 12 - - 4 III 180 — ;'.. 6 M — ao 4 IV 34 — 4 ! Ir- — 12 —i V — 76' 9 l— 15 — — Wlasnosci fizyko-mechaniczne i wybuchowe Gestosc (g/cm3) Nasiakliwosc (°/oj) Miekkosc w/g Schoppera (mm) Elastycznosc w/g Schofoa (%) Wytrzymalosc na rozciaganie Pa Zginanie na walcach tasmy o grubosci 2 mm Predkosc detonacji (m/s) Srednica krytyczna (mm) 1,511 0,15 0,90 9 3922660 1,575 0,16 0,37 a 3706527 1*564 !0J15 0,41 6 3138128 tyssa ai8 0,3,2 6 2011995 30 1,562, 0,17 0,50 4 2941995 '30 nie peka przy zginaniu na walcu 0 2 mm (550 1,0 7700 0,8 8000 1,0 |8050 1*0 772(0 0,811S 2T2 6 Zmiekczacze stosowane w materiale wedlug wy¬ nalazku wykazuja minimalna predkosc wypacania sie z mieszaniny, nie mieszaja sie z woda a ich temperatura zaplonu wynosi ponad z^OO^. Poza tym sa one dobrymi filegmatyzatorami krystalicz¬ nego materialu wybuchowego. Oleje roslinne moga pelnic role zmiekczacza pomocniczego, który zwlaszcza w wyzszych temperaturach ulatwia prze¬ twórstwo mieszaniny wedlug wynalazku.Jak juz wspomniano na wstepie, wlasciwosci fizyczne plastycznego materialu wybudowego za¬ leza równiez w duzej mierze od stopnia rozdrob¬ nienia krystalicznego materialu wybuchowego. Tak lip. duze krysztaly powoduja kruchosc materialu.Mieszanina materialu wybuchowego zawierajaca male krysztaly ma wieksza zdolnosc do detonacji, a równoczesnie wykazuje mniejsza wrazliwosc na bodzce mechaniczne.Stwierdzono, ze'material wedlug wynalazku wy¬ kazuje optymalne wlasnosci, jezeli wielkosc kry¬ sztalów kruszacego materialu wybuchowego nie przekracza 150 jim, przy czym co najmnej 70% krysztalów powinno wykazywac rozdrobnienie po¬ nizej 100 [xrn. W zwiazku z powyzszym do pro¬ dukcji materialu wedlug wynalazku mozna z po¬ wodzeniem zastosowac odpadowe pyly produk¬ cyjne. Drobnokrystaliczne materialy wybuchowe moze równiez latwo prejparowac pr2ez rozpusz¬ czenie materialu wybuchowego na goraco w roz¬ puszczalniku a nastepnie szybkie wytracanie go z roztworu za pomoca zimnej wody.Technologia produkcji materialu wybuchowego wedlug wynalazku jest bardzo prosta i bezpieczna, gdyz mozna ja prowadzic metoda „mokra".Sposób wytwarzania materialu wedlug wyna¬ lazku polega na ugniataniu wszystkich skladników z dodatkiem okolo 30P/o wagowych wody. Dodana w procesie ugniatania woda nie rozpuszcza zad¬ nego ze skladników ale ulatwia homogenizacje mieszaniny i podnosi w duzym stopniu bezpieczen¬ stwo pracy. Ugniatanie prowadzi sie w tempera- 10 15 35 40 turze 50-h56°C w mieszalniku np. typu ugniatarki Wernera-Pfejfferera. W trakcie ugniatania woda stopniowo odparowuje z tak przygotowanego ma¬ terialu plastycznego, który moze zawierac do okolo np. na prasie slimakowej, uzy/wajac odpowiieldinicih matryc, wyroby w ksztalcie preltów, wezy, tasim, plyt itp. Formowanie prowadzi sie równiez w tem¬ peraturze 50—55°C.Uzyskane wyroby odznaczaja sie dobra elastycz¬ noscia i wytrzymaloscia na rozciaganie. Wlasci¬ wosci te zachowuja w szerokich granicach tempe¬ raturowych od —25 do 80°C i nie traca ich w cza¬ sie magazynowania w okresie 3 lat.Z materialu wedlug wynalazku mozna wytwarzac detonatory nadajace sie do zastosowania np. w górnictwie* pracach geofizycznych itp.Do materialu wedlug wynalazku mozna wprowa¬ dzac nieznaczny dodatek barwników w celu ozna¬ kowania jego róznych asortymentów.W przytoczonej tablicy podano przykladowe skla¬ dy materialu wedlug wynalazku, jak tez jego pa¬ rametry wybuchowe i wlasnosci fizyko-mecha- niczne.Zastrzezenia patentowe 1* Plastyczny material wybuchowy stanowiacy mieszanine kruszacego materialu wybuchowego, nitrocelulozy i zmiekczacza, znamienny tym, ze jako zmiekczacz zawiera ester kwasu ftalowego, w którym jedna z grup kanboksylowych zestryfi- kowana jest alkanolem zawierajacym 1—8 ato¬ mów wegla, a druga alkandiolem o wizorze OHCCJHjCHjO^H, w którym n * 1—3 lub alkoho¬ lem benzylowym i/lub epoksydowany olej roslinny o zawartosci 5—0*/o tlenu epoksydowego. 2. Plastyczny material wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze zawiera 70^-a5'/o wagowych kry¬ stalicznego materialu kruszacego, 4—10P/» wago¬ wych nitrocelulozy jako zelatynizatora oraz IB—20Vo zmiekczacza. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. * Plastyczny material wybuchowy stanowiacy mieszanine kruszacego materialu wybuchowego, nitrocelulozy i zmiekczacza, znamienny tym, ze jako zmiekczacz zawiera ester kwasu ftalowego, w którym jedna z grup kanboksylowych zestryfi- kowana jest alkanolem zawierajacym 1—8 ato¬ mów wegla, a druga alkandiolem o wizorze OHCCJHjCHjO^H, w którym n * 1—3 lub alkoho¬ lem benzylowym i/lub epoksydowany olej roslinny o zawartosci 5—0*/o tlenu epoksydowego.
2. 2. Plastyczny material wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze zawiera 70^-a5'/o wagowych kry¬ stalicznego materialu kruszacego, 4—10P/» wago¬ wych nitrocelulozy jako zelatynizatora oraz IB—20Vo zmiekczacza. PL