PL184865B1 - Sposób wytwarzania plastycznego materiału wybuchowego - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania plastycznego materiału wybuchowego, zawierającego krystaliczny materiał wybuchowy taki jak: heksogen, pentryt, oktogen lub inne, względnie ich mieszaniny oraz lepiszcze, w skład którego wchodzi wysokocząsteczkowy polimer i substancje piastyfikujące, znamienny tym, że wchodzący w skład lepiszcza wysokocząsteczkowy polimer dysperguje się w wodzie, przeprowadzając go w postać wodnej dyspersji, zawierającej co najmniej 30% wody, a następnie do dyspersji tej dodaje się krystaliczny materiał wybuchowy, suchy lub zwilżony wodą i pozostałe składniki lepiszcza, po czym całość miesza się do momentu koagulacji dyspersji i rozpuszczenia się polimeru w substancjach plastyfikujących, a następnie powstającąmieszaninę suszy się lub (i) odciska się z niej wodę.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania plastycznego materiału wybuchowego.

Plastyczne materiały wybuchowe stanowią fizyczną mieszaninę krystalicznego materiału wybuchowego kruszącego i lepiszcza. Jako krystaliczny materiał wybuchowy kruszący stosuje się głównie heksogen, pentryt, oktogen, natomiast lepiszcze stanowią przeważnie różnego rodzaju polimery syntetyczne, jak poliizobutylen, poliuretany, poliestry, nitroceluloza, kauczuki i inne, z dodatkami plastyfikatorów w postaci olejów pochodzenia naturalnego i syntetycznego, ciekłych estrów i innych.

Znane sposoby otrzymywania plastycznych materiałów wybuchowych polegają na wymieszaniu krystalicznego materiału wybuchowego z przygotowanym wcześniej lepiszczem.

Lepiszcze przygotowuje się przez wzajemne wymieszanie i rozpuszczenie wszystkich jego składników w podwyższonej temperaturze. Temperatura procesu mieszania lepiszcza, zależnie od właściwości fizyko-chemicznych zastosowanych substancji, dochodzi do 120°C, gdyż na ogół tylko w podwyższonej temperaturze można uzyskać wzajemne rozpuszczenie się i wymieszanie składników.

Tak otrzymane lepiszcze wykazuje bardzo wysoką lepkość w niższych temperaturach, w jakich miesza się je ze względów bezpieczeństwa z krystalicznym materiałem wybuchowym. Stwarza to duże trudności technologiczne w procesie otrzymywania plastycznego materiału wybuchowego, ponieważ w trakcie mieszania następuje oblepianie ścianek i mieszadeł mieszalników kleistym, wysokolepkim lepiszczem, co przedłuża czas niezbędny do ujednorodniena masy i powoduje pozostawanie na ściankach urządzeń części niewymieszanych składników materiału. Ponadto miejscowe koncentracje suchego krystalicznego materiału wybuchowego, jakie występują podczas mieszania składników, szczególnie w pierwszej fazie tego procesu, stwarzają duże niebezpieczeństwo jego zatarcia się, z możliwością lokalnego przekroczenia temperatury rozkładu, co grozi zapłonem, a następnie wybuchem materiału w trakcie procesu mieszania.

Nieoczekiwanie okazało się, że jeśli plastyczny materiał wybuchowy otrzymuje się w procesie, polegającym na uprzednim przeprowadzeniu lepiszcza w postać wodnej dyspersji, a następnie wymieszaniu tej dyspersji z krystalicznym materiałem wybuchowym i pozostałymi składnikami lepiszcza w jednej operacji, to uzyskany materiał charakteryzuje się większą

184 865 jednorodnością, lepszą odpornością na wypacanie składników oraz większą stabilnością parametrów procesu detonacji, a sposób wytwarzania jest bardziej bezpieczny.

Sposób wytwarzania plastycznego materiału wybuchowego według wynalazku, zawierającego krystaliczny materiał wybuchowy taki jak heksogen, pentryt, oktogen, lub inny oraz lepiszcze, w skład którego wchodzi wysokocząsteczkowy polimer i substancje plastyfikujące, polega na tym, że wchodzący w skład lepiszcza polimer dysperguje się w wodzie, przeprowadzając go w postać wodorozcieńczalnej wodnej dyspersji, zawierającej co najmniej 30% wody. Następnie do tej dyspersji polimeru dodaje się krystaliczny materiał wybuchowy i pozostałe składniki lepiszcza. Całość miesza się do momentu koagulacji dyspersji i rozpuszczenia (spęcznienia) polimeru w substancjach plastyfikujących, a następnie powstałą mieszaninę suszy się lub i odciska z niej wodę dowolnym sposobem.

W charakterze polimeru dla wytwarzania wodnej dyspersji można stosować kauczuki naturalne lub syntetyczne, poliuretany, poliolefiny, poliestry, polietery lub ich mieszaniny, natomiast w stosunku do plastyfikatorów stawia się wymaganie, by posiadały one zdolność do rozpuszczania (spęczniania) polimeru, wchodzącego w skład lepiszcza.

Stosownie do wynalazku, dodawanie krystalicznego materiału wybuchowego i pozostałych składników lepiszcza do wodnej dyspersji polimeru można dokonywać jednocześnie lub dwuetapowo, dodając do wodnej dyspersji polimeru w pierwszym etapie krystaliczny materiał wybuchowy i, po wymieszaniu ich, dodając w drugim etapie pozostałe składniki plastyfikujące, tworzące z polimerem lepiszcze. Krystaliczny materiał wybuchowy może być dodawany w postaci suchej lub uprzednio zwilżony wodą.

Prowadzenie procesu wytwarzania plastycznego materiału wybuchowego sposobem według wynalazku eliminuje konieczność uprzedniego sporządzania lepiszcza poprzez rozpuszczanie polimeru w substancjach plastyfikujących w wysokiej temperaturze. Proces mieszania składników odbywa się w wodnej dyspersji, co powoduje znieczulenie krystalicznego materiału wybuchowego oraz eliminuje możliwość przegrzania się materiału i związane z tym zagrożenie wybuchem. Proces koagulacji wodnej dyspersji polimeru na powierzchni kryształów powoduje lepsze, niż w znanych sposobach, związanie kryształów z lepiszczem i bardziej jednorodne wymieszanie składników w krótszym czasie.

W konsekwencji uzyskany sposobem według wynalazku plastyczny materiał wybuchowy charakteryzuje się większą jednorodnością składu chemicznego i gęstości, lepszą odpornością na wypacanie składników oraz większą stabilnością parametrów procesu detonacji, przy jednocześnie mniejszej wrażliwości na bodźce mechaniczne, niż materiał wybuchowy o analogicznej recepturze, otrzymany znanymi sposobami. Proces produkcji jest bardziej bezpieczny i przebiega szybciej, przy mniejszej energochłonności.

Szczególnie korzystne znaczenie dla komfortu i bezpieczeństwa pracy posiada przy tym eliminacja oklejania się ścianek mieszalników i mieszadeł niedokładnie wymieszanym lepiszczem i pozostałościami materiału wybuchowego.

Przykład I. Do ugniatarki Wernera-Pfleiderera o pojemności 2 litrów dodano 125 g lateksu kauczuku butadienowo-styrenowego o stężeniu 30%, zawierającego 23% grup styrenowych, 70 g adypinianu di-2-etyloheksylowego, 37,5 g mineralnego oleju o niskiej lepkości oraz 850 g heksogenu o rozdrobnieniu kryształów poniżej 0,2 mm. Całość mieszano ok. 30 min, przy próżni w granicach 50-60 mm Hg i temperaturze około 60°C. Otrzymano jednorodny, plastyczny materiał wybuchowy, o zawartości wody poniżej 0,2% wagowych. Wykazywał on następujące właściwości: gęstość 1550 kg/m³, prędkość detonacji 7750 m/s, średnica krytyczna 5 mm, energia względna, mierzona na wahadle balistycznym 72% w stosunku do heksogenu, zdolność do pobudzenia - spłonka nr 8.

Dla porównania, plastyczny materiał wybuchowy o podobnej recepturze otrzymany wg znanego sposobu, posiadał niższą gęstość (1420 kg/m³), mniejszą prędkość detonacji (7650 m/s), niższą energię wybuchu (68% w stosunku do heksogenu).

Przykład II. Do ugniatarki Wernera-Pfleiderera o pojemności 2 l dodano 125 g lateksu kauczuku butadienowo-styrenowego o stężeniu 30%, zawierającego 23% grup styrenowych i 850 g heksogenu o rozdrobnieniu poniżej 0,2 mm. Po 30 minutach mieszania pod próżnią w granicach 50-60 mm Hg i temperaturze ok. 80°C, wprowadzono pozostałe składni4

184 865 ki podane w przykładzie I i mieszano dalej w czasie ok. 15 min pod normalnym ciśnieniem. Otrzymany plastyczny materiał wybuchowy wykazywał takie same właściwości, jakie podano w przykładzie I.

Przykład III. Plastyczny materiał wybuchowy wykonany w sposób podany w przykładzie I lub II, z tą różnicą, że zastosowano heksogen, zawierający ok. 15% wody, a mieszanie prowadzono pod normalnym ciśnieniem i w temperaturze otoczenia. Otrzymaną masę suszono w suszarce w temperaturze ok. 80°C w czasie 24 godzin, albo bezpośrednio po wymieszaniu, względnie po uprzednim usunięciu wydzielonej wody.

Zawartość wody w otrzymanym produkcie wynosiła poniżej 0,2%, a jego właściwości nie różniły się od właściwości plastycznego materiału wybuchowego, otrzymanego według sposobu podanego w przykładzie I.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania plastycznego materiału wybuchowego, zawierającego krystaliczny materiał wybuchowy taki jak: heksogen, pentryt, oktogen lub inne, względnie ich mieszaniny oraz lepiszcze, w skład którego wchodzi wysokocząsteczkowy polimer i substancje plastyfikujące, znamienny tym, że wchodzący w skład lepiszcza wysokocząsteczkowy polimer dysperguje się w wodzie, przeprowadzając go w postać wodnej dyspersji, zawierającej co najmniej 30% wody, a następnie do dyspersji tej dodaje się krystaliczny materiał wybuchowy, suchy lub zwilżony wodą i pozostałe składniki lepiszcza, po czym całość miesza się do momentu koagulacji dyspersji i rozpuszczenia się polimeru w substancjach plastyfikujących, a następnie powstającą mieszaninę suszy się lub (i) odciska się z niej wodę.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dodawanie krystalicznego materiału wybuchowego i pozostałych składników lepiszcza do wodnej dyspersji polimeru można dokonywać jednocześnie lub dwuetapowo, dodając do wodnej dyspersji polimeru w pierwszym etapie krystaliczny materiał wybuchowy, a następnie w drugim etapie pozostałe składniki plastyfikujące, tworzące z polimerem lepiszcze.