RU2105746C1

RU2105746C1 - Explosive

Info

Publication number: RU2105746C1
Application number: RU96102657A
Authority: RU
Inventors: И.Я. Петровский; Л.В. Волков; Т.Н. Процун; А.Н. Данченков
Original assignee: Петровский Игорь Яковлевич
Priority date: 1996-02-01
Filing date: 1996-02-01
Publication date: 1998-02-27

Abstract

FIELD: explosives. SUBSTANCE: invention relates to colloxylin-based substances modified with polyatomic alcohol nitroesters and is designed for manufacturing complex-configuration thin-sheet and tape-like charges for cutting, strengthening, and shaping metals and other materials. Mechanical characteristics of explosive can be varied within wide range from hard corn-like solid to elastic and strong body by varying proportion of contents of colloxylin and liquid nitroesters. High detonation capability is provided by adding substances with density exceeding 4.5 g/cu.cm in the form of fine particles uniformly distributed in the explosive mass. EFFECT: improved detonation characteristics. 2 tbl

Description

Изобретение относится к взрывчатым веществам (ВВ), более конкретно к ВВ, предназначенным преимущественно для изготовления удлиненных (в том числе кумулятивных) и листовых зарядов, детонирующей ленты и других аналогичных изделий для специальных взрывных работ. The invention relates to explosives (BB), and more particularly to explosives, intended primarily for the manufacture of elongated (including cumulative) and sheet charges, detonating belts and other similar products for special blasting.

Известны пластичные ВВ гексопласты ГП-87, ГП-74, ГП-87К ("Перечень рекомендуемых промышленных взрывчатых материалов", М. Недра, 1977, стр.28), а также эластичные ВВ по патентам N 3723204 (США), кл. 149-19 (C 06 B 3/00, C 06 C 1/00), 1973 г. N 1297706 (Англия), кл. C 06 B 15/01, 1970 г. По своему составу все они относятся к смеси мощных кристаллических ВВ (обычно гексогена, иногда тэна) со связующими (обычно различными каучуками). Последних в составах содержится от 13 до 30% Главная область их применения: изготовление удлиненных, особенно кумулятивных зарядов для расчленения металлических конструкций, листовых зарядов для упрочнения и сварки взрывом металлов и других изделий для специальных взрывных работ. Known plastic explosives hexoplasts GP-87, GP-74, GP-87K ("List of recommended industrial explosives", M. Nedra, 1977, p. 28), as well as elastic explosives according to patents N 3723204 (USA), cl. 149-19 (C 06 B 3/00, C 06 C 1/00), 1973 N 1297706 (England), class C 06 B 15/01, 1970. In their composition, they all refer to a mixture of powerful crystalline explosives (usually hexogen, sometimes ten) with binders (usually various rubbers). The latter in the compositions contains from 13 to 30%. The main field of their application: the manufacture of elongated, especially cumulative charges for dismembering metal structures, sheet charges for hardening and explosion welding of metals and other products for special blasting.

Недостатками этих ВВ являются следующие. The disadvantages of these explosives are as follows.

Очень низкая механическая прочность составов, что снижает эксплуатационные качества изделий из них. Поскольку прочность данных составов задается содержанием в них инертного связующего, а возможность повышения его содержания ограничена, указанный недостаток для данных составов неустраним. Very low mechanical strength of the compositions, which reduces the performance of products from them. Since the strength of these compositions is determined by the content of an inert binder in them, and the possibility of increasing its content is limited, the indicated drawback for these compositions is unremovable.

Повышенная взрывоопасность как при изготовлении, так при эксплуатации изделий из них, что обусловлено высокой чувствительностью данных составов к механическим воздействиям (частота взрывов при стадийном испытании до 70%) в сочетании с высокой восприимчивостью к переходу горения во взрыв. Increased explosiveness both in the manufacture and in the operation of products made from them, which is due to the high sensitivity of these compositions to mechanical stresses (the frequency of explosions during the stage test is up to 70%) in combination with a high susceptibility to the transition of combustion into explosion.

Недостаточная детонационная способность составов для некоторых видов взрывных работ. Критическая толщина детонации для гексопластов на уровне 4 5 мм, что для испльзования, например, в детонирующей ленте явно недостаточно. Insufficient detonation ability of compounds for some types of blasting. The critical detonation thickness for hexoplasts is at the level of 4.5 mm, which is clearly not enough for use in, for example, a detonating tape.

Известно взрывчатое вещество, содержащее в качестве основы коллоксилин, пластифицированный жидкими нитроэфирами многоатомных спиртов, например нитроглицирином, а такжн стабилизатор химической стойкости [1]
Указанное взрывчатое вещество, принятое в качестве прототипа ввиду наибольшего сходства с изобретением, обладает также недостаточной механической прочностью составов, взрывоопасностью и недостаточной детонационной способностью.Known explosive containing colloxylin as a base, plasticized with liquid nitroesters of polyhydric alcohols, for example nitroglycerin, and also a chemical stability stabilizer [1]
The specified explosive, taken as a prototype due to the greatest similarity with the invention, also has insufficient mechanical strength of the compositions, explosiveness and insufficient detonation ability.

Техническийф результат, достигаемый изобретением, состоит в повышении прочности, понижении чувствительности к механическим воздействиям и улучшении детонационной способности взрывчатого вещества. The technical result achieved by the invention consists in increasing strength, reducing sensitivity to mechanical stress and improving the detonation ability of explosives.

Это достигается тем, что во взрывчатое вещество, содержащее в качестве основы коллоксилин, пластифицированный жидкими нитроэфирами многоатомных спиртов, например нитроглицерином, а также стабилизатор химической стойкости, согласноизобретению введены равномерно распределенные в составе мелкодисперсные частицы вещества с плотностью более 4,5 г/см³, химически не взаимодействующего с другими компонентами при следующем соотношении (мас.):
Коллоксилин 35 75
Жидкие нитроэфиры многоатомных спиртов 24-50
Стабилизатор химической стойкости 1 2
Высокоплотное вещество в виде мелкодисперсных частиц 0,5 -15
При этом в качестве стабилизатора химической стойкости использован, например, централит.This is achieved by the fact that in an explosive substance containing colloxylin as a base, plasticized with liquid nitroesters of polyhydric alcohols, for example nitroglycerin, as well as a chemical stability stabilizer, according to the invention, finely dispersed particles with a density of more than 4.5 g / cm ^{3 are} uniformly distributed in the composition, not chemically interacting with other components in the following ratio (wt.):
Colloxylin 35 75
Liquid nitroesters of polyols 24-50
Chemical stability stabilizer 1 2
Fine substance in the form of fine particles 0.5 -15
Moreover, as a stabilizer of chemical resistance used, for example, central.

Механические свойства пластифицированного коллоксилина (основа ВВ) можно варьировать в широких пределах, изменяя соотношение коллоксилина и нитроэфиров в составе. При максимальном содержании коллоксилина (и минимальном нитроэфиров) он приобретает свойства твердого, прочного, роговидного тела подобно целлулоиду, а при минимальном содержании коллоксилина (и максимальном нитроэфиров) он приобретает свойства достаточно прочного, но гибкого и эластичного материала, подобного пластифицированному полихлорвинилу. Таким образом устраняется первый недостаток прототипа низкая механическая прочность. The mechanical properties of plasticized colloxylin (the basis of explosives) can be varied widely, changing the ratio of colloxylin and nitroesters in the composition. With a maximum content of colloxylin (and a minimum of nitroesters), it acquires the properties of a solid, strong, horn-like body like a celluloid, and with a minimum content of colloxylin (and a maximum of nitroesters) it acquires the properties of a sufficiently strong but flexible and elastic material similar to plasticized polyvinyl chloride. This eliminates the first disadvantage of the prototype low mechanical strength.

В качестве жидких нитроэфиров можно использовать нитроэфиры глицерина, этиленгликоля, диэтиленгликоля и их аналогов. При использовании нитроглицерина достигаются наиболее высокие эксплуатационные свойства составов. Они несколько снижаются при замене нитроглицерина нитроэтиленгликолем, но последний намного дешевле. Использование смесей нитроглицерина с нитроэтиленгликолем и нитродиэтиленгликолем позволяет значительно расширить диапазон эксплуатационных температур в сторону отрицательных. As liquid nitroesters, nitroesters of glycerol, ethylene glycol, diethylene glycol and their analogues can be used. When using nitroglycerin, the highest operational properties of the compositions are achieved. They are slightly reduced when replacing nitroglycerin with nitroethylene glycol, but the latter is much cheaper. The use of mixtures of nitroglycerin with nitroethylene glycol and nitrodiethylene glycol can significantly expand the range of operating temperatures in the direction of negative.

Мелкодисперсные частицы высокоплотных веществ (с плотностью более 4,5 г/см³), равномерно распределенные в составе, обеспечивают ему высокую денотационную способность. Так, составы без упомянутых веществ итмеют критический диаметр детонации 30 мм и более, а при наличии, например, 5% мелкодисперсных частиц углекислого свинца он снижается до 1 мм. Механизм действия частиц не связан с химической природой их вещества, а обусловлен разностью в плотности частиц и вещества основы состава пластифицированного коллоксилана.Fine particles of high-density substances (with a density of more than 4.5 g / cm ³ ), evenly distributed in the composition, provide it with a high denotational ability. Thus, compositions without the mentioned substances have a critical detonation diameter of 30 mm or more, and if, for example, 5% fine particles of carbon dioxide lead are present, it decreases to 1 mm. The mechanism of action of the particles is not related to the chemical nature of their substance, but is due to the difference in particle density and substance of the basis of the composition of plasticized colloxylan.

При прохождении фронта детонационной волны основное вещество состава резким толчком получает поступательное движение, а тяжелые частицы меньшую скорость, т.е. отстают. Вследствие этого на границе их соприкосновения возникают сдвиговые деформации, разогрев и загорание основного состава. Таким образом частицы становятся очагами горения основного вещества в слоях между частицами, что резко сокращает время превращения вещества и снижает критическ4ий диаметр детонации. Таким путем устраняется третий недостаток прототипа недостаточная детонационная способность. When the front of the detonation wave passes, the main substance of the composition with a sharp push receives translational motion, and heavy particles have a slower speed, i.e. behind. As a result of this, shear deformations, heating and ignition of the basic composition occur at the boundary of their contact. Thus, the particles become foci of combustion of the main substance in the layers between the particles, which drastically reduces the time of transformation of the substance and reduces the critical diameter of detonation. This eliminates the third disadvantage of the prototype insufficient detonation ability.

Особенность действия частиц заключается еще в том, что резкое увеличение детонационной способности не сопровождается большим повышением чувствительности к давлению инициирующей волны. Так, для составов, сенсибилизированных тяжелыми частицами, критическое давление в инициирующей волне остается на уровне 40 кбар и более, а для гексопластов оно менее 10 кбар. Вследствие этого предлагаемые составы не инициируются капсюлем-детонатором N 8, если он соприкасается с поверхностью состава только своей боковой поверхностью. Для обеспечения возбуждения детонации капсюль-детонатор должен обязательно плотно соприкасаться с составом своим торцом. Таким путем устранен второй недостаток прототипа повышенная взрывоопасность. The peculiarity of the action of particles lies in the fact that a sharp increase in detonation ability is not accompanied by a large increase in pressure sensitivity of the initiating wave. So, for compositions sensitized by heavy particles, the critical pressure in the initiating wave remains at the level of 40 kbar or more, and for hexoplasts it is less than 10 kbar. Because of this, the proposed compositions are not initiated by the detonator capsule N 8, if it is in contact with the surface of the composition only with its lateral surface. To ensure the initiation of detonation, the detonator capsule must necessarily be in close contact with the composition with its end face. In this way, the second disadvantage of the prototype increased explosion hazard was eliminated.

В вариантах использования предусмотрена возможность применения ряда конкретных веществ для повышения детонационной способности составов. Так, наиболее эффективным является углекислый свинец, который, используя обменную реакцию осаждения, можно вводить в составы в очень мелкодисперсном состоянии. Но он недешев и экологически вреден. In use cases, it is possible to use a number of specific substances to increase the detonation ability of the compositions. So, carbon dioxide is the most effective, which, using the exchange precipitation reaction, can be introduced into the compositions in a very finely divided state. But it is not cheap and environmentally harmful.

Сернокислый барий, введенный в состав также обменной реакцией осаждения, менее эффективен, но дешев и экологически фактически безопасен. Barium sulfate, introduced into the composition by the exchange precipitation reaction, is less effective, but cheap and environmentally friendly.

Оксид цинка и оксиды меди тоже экологически безопасны, более эффективны, чем сернокислый барий, но технология их ввода в состав более сложная. Zinc oxide and copper oxides are also environmentally friendly, more effective than barium sulfate, but the technology for introducing them into the composition is more complicated.

Для некоторых видов взрывных работ целесообразнее в разумных пределах повысить слишком низкую чувствительность составов к давлению инициирующей волны. С этой целью предложен вариант исполнения, предусматривающий введение в состав до 25% мощных кристаллических ВВ, например гексогена или тэна. For some types of blasting, it is advisable to reasonably increase the too low sensitivity of the compositions to the pressure of the initiating wave. For this purpose, an embodiment has been proposed that provides for the incorporation of up to 25% of powerful crystalline explosives, for example, hexogen or PETN.

Для некоторых изделий, например для детонирующей ленты, очень важна гибкость и эластичность состава, особенно в области отрицательных температур. Для таких изделий предусмотрен вариант исполнения с вводом в состав дополнительно динитротолуола в количестве до 10% и (или) дибутилфталата в количестве до 5% за счет суммарного снижения содержания коллоксилина и нитроэфиров. For some products, for example, for detonating tape, the flexibility and elasticity of the composition is very important, especially in the region of freezing temperatures. For such products, an embodiment is provided with the addition of additional dinitrotoluene in an amount of up to 10% and (or) dibutyl phthalate in an amount of up to 5% due to the total decrease in the content of colloxylin and nitroesters.

Все предлагаемые составы могут изготавливаться на производствах баллиститных твердых ракетных топлив без изменения в оборудовании и по той же технологии. All proposed compositions can be manufactured at the production of ballistic solid rocket fuels without changing the equipment and using the same technology.

Ниже приводятся конкретные примеры предлагаемых составов. The following are specific examples of proposed formulations.

Технические преимущества предлагаемого ВВ по сравнению с прототипом вытекают из устранения недостатков последнего. Новые ВВ не обладают хорошими механическими характеристиками, которые могут варьироваться в широких пределах, высокой детонационной способностью в сочетании с безопасностью в обращении с ними. The technical advantages of the proposed explosives in comparison with the prototype stem from the elimination of the disadvantages of the latter. New explosives do not have good mechanical characteristics, which can vary within wide limits, high detonation ability in combination with safety in handling them.

Claims

1. An explosive substance containing colloxylin as a base, plasticized with liquid nitroesters of polyhydric alcohols, for example nitroglycerin, as well as a chemical stability stabilizer, characterized in that finely dispersed particles of a substance with a density of more than 4.5 g / cm ^{3 are} introduced into it chemically not interacting with other components in the following ratio, wt.

Colloxylin 35 75
Liquid nitroesters of polyols 24 50
Chemical stability stabilizer 1 2
Fine substance in the form of fine particles 0.5 15
however, as a stabilizer of chemical resistance used, for example, central.

2. The substance according to claim 1, characterized in that, as a high-density substance, it contains carbon dioxide lead.

3. The substance according to claim 1, characterized in that as a high-density substance it contains barium sulfate.

4. The substance according to claim 1, characterized in that it contains zinc oxide as a high-density substance.

5. The substance according to claim 1, characterized in that as a high-density substance it contains copper oxides.

6. A substance according to claim 1, characterized in that crystalline high-power explosive, for example, hexogen, in an amount of up to 20% is introduced into its composition
7. The substance according to claim 1, characterized in that its composition additionally contains dinitrotoluene in an amount up to 10% due to the total decrease in the content of colloxylin and nitroesters.

8. The substance according to claim 1, characterized in that its composition additionally contains dibutyl phthalate in an amount up to 5% due to the total decrease in the content of colloxylin and nitroesters.