RU2770847C1

RU2770847C1 - Способ получения сферического пороха

Info

Publication number: RU2770847C1
Application number: RU2021112829A
Authority: RU
Inventors: Гульсина Мазитовна Хайруллина; Ирина Владимировна Федотова; Рустам Радикович Абдрахманов; Роза Фатыховна Гатина; Юрий Михайлович Михайлов
Priority date: 2021-05-04
Filing date: 2021-05-04
Publication date: 2022-04-22

Abstract

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Осуществляют приготовление порохового лака при перемешивании в водной среде нитрата целлюлозы и дифениламина с этилацетатом, приготовление дисперсионной среды. Добавляют эмульгатор. В качестве эмульгатора используют желатин в количестве 0,7-1,0 масс. % по отношению к дисперсионной среде. Производят диспергирование порохового лака на сферические пороховые частицы в дисперсионной среде. Осуществляют обезвоживание сферических пороховых частиц и удаление этилацетата при нагревании полученных сферических пороховых частиц. Дополнительно добавляют нитроглицерин. В качестве нитрата целлюлозы используют пироксилин I. После удаления этилацетата сферические пороховые частицы опыляют графитом. Обеспечивается получение по водно-дисперсионной технологии гранул с диаметром 0,95-1,0 мм и при плотности 1,62-1,65 г/см3. 1 табл.

Description

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия.

Известны способы получения СФП, заключающиеся в получении порохового лака в водной среде в присутствии растворителя (например, этилацетата), диспергировании его на сферические частицы заданного размера при действии эмульгатора (мездрового клея или других поверхностно-активных веществ), обезвоживании диспергированных частиц (при получении плотных гранул) с последующей отгонкой растворителя (Патент США № 3824108, 1974 г.; авт. св. СССР № 1727375; Патент США № 2915519, 1959 г.).

Полученные по данному способу пороха являются средне - дисперсными (фракция не более 0,7-0,8 мм) и не обеспечивают баллистические характеристики метательных зарядов в патроне 7,62×54мм.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ получения СФП (патент на изобретение № 2242448 от 20.12.2004 г.), включающий приготовление порохового лака при перемешивании в водной среде нитрата целлюлозы (НЦ) и дифениламина с этилацетатом, приготовление дисперсионной среды, включающий эмульгатор, диспергирование порохового лака на сферические пороховые частицы в дисперсионной среде, обезвоживание сферических пороховых частиц и удаление этилацетата при нагревании полученных сферических пороховых частиц, также дополнительно добавляют дибутилфталат, нитроглицерин и динитротолуол, в качестве эмульгатора используют натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы или оксиметилцеллюлозу в количестве 0,1-0,5 масс. % по отношению к дисперсионной среде, в качестве нитрата целлюлозы используют пироксилин №1, а после удаления этилацетата сферические пороховые частицы опыляют графитом.

Полученный таким образом порох имеет насыпную плотность 0,51…0,66 г/см³ и фракционный состав 0,3…0,4. Недостатком способа является невозможность получения плотного средне-дисперсного пороха (фракция 0,5-0,9 мм), обеспечивающего баллистические характеристики, например, в патроне 7,62×54 мм.

Задачей заявленного технического решения является получение плотного пороха с равномерным распределением по размерам.

Технический результат достигается тем, что в способе получения СФП, включающем приготовление порохового лака при перемешивании в водной среде нитрата целлюлозы и дифениламина с этилацетатом, приготовление дисперсионной среды, включающий эмульгатор, диспергирование порохового лака на сферические пороховые частицы в дисперсионной среде, обезвоживание сферических пороховых частиц и удаление этилацетата при нагревании полученных сферических пороховых частиц. При приготовлении порохового лака дополнительно добавляют дибутилфталат, нитроглицерин и динитротолуол, в качестве эмульгатора используют натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы или оксиметилцеллюлозу в количестве 0,1-0,5 масс. % по отношению к дисперсионной среде, в качестве нитрата целлюлозы используют пироксилин № 1, а после удаления этилацетата сферические пороховые частицы опыляют графитом, отличающийся тем, что при приготовлении порохового лака не вводится дибутилфталат и динитротолуол, в качестве эмульгатора используют желатин в количестве 0,7-1,0 масс. % по отношению к дисперсионной среде.

При получении средне-дисперсных плотных гранул необходимо для диспергирования использовать желатин в количестве 0,7-1,0 масс. % по отношению к дисперсионной среде, что приводит к получению плотного пороха с равномерным распределением по размерам при фракционировании.

Увеличение количества вводимого эмульгатора более 1,1 масс. % по отношению к дисперсионной среде приводит к неравномерному распределению по размерам пороховых элементов на ситах при фракционировании пороха.

Отгонку растворителя начинают при температуре 75°С, т.е. при минимальной температуре кипения азеотропа этилацетат - вода, обеспечивающей получение плотной структуры частиц.

Плотность сферических гранул обеспечивается также за счет ввода сернокислого натрия, осуществляемого порционно: до отгонки растворителя.

В таблице 1 приведены примеры выполнения способа получения пороха по предлагаемому варианту, в пределах граничных условий и за их пределами.

Таблица 1. Примеры выполнения способа получения пороха

Технологические параметры осуществления способа
Количество мездрового клея, масс. % по отношению к НЦ	Пример 1		Пример 2	Пример 3	Пример 4	Пример 5	Пример 6
Количество мездрового клея, масс. % по отношению к НЦ	-		-	-	-	-	0,1
Количество желатина, масс. % по отношению к НЦ	0,7		0,8	0,9	0,5	1,1	-
Ввод обезвоживателя Na₂SO₄	2,0		2,0	2,0	1,5	2,5	2,0
Характеристики пороха
Плотность, г/см³		1,62	1,64	1,65	1,50	1,52	1,57
Средний диаметр гранулы (D₃) мм		0,95	1,00	0,98	0,81	0,76	1,29
Средний размер горящего свода (2е₁) мм		0,58	0,50	0,49	0,40	0,38	0,44
Фракционный состав, массовая доля, %: - фракция пороха, прошедшая через сетку № 09 (ГОСТ 6613) и оставшаяся на сетке № 08 (ГОСТ 6613)		21,28	27,79	25,13	45,06	3,49	26,30
- фракция пороха, прошедшая через сетку № 08 (ГОСТ 6613) и оставшаяся на сетке № 07 (ГОСТ 6613)		25,73	23,69	24,03	38,15	15,85	60,53
- фракция пороха, прошедшая через сетку № 07 (ГОСТ 6613) и оставшаяся на сетке № 063 (ГОСТ 6613)		25,73	23,21	25,92	12,19	34,08	11,36
- фракция пороха, прошедшая через сетку № 063 (ГОСТ 6613) и оставшаяся на сетке № 05 (ГОСТ 6613)		25,32	24,16	22,77	2,9	43,18	1,6
- сумма крупной фракции пороха, оставшейся на сетке № 09 (ГОСТ 6613) и оставшейся на сетке № 05 (ГОСТ 6613)		2,76	1,15	2,15	1,7	3,4	0,21
Примечание: вязкость НЦ в образцах - 3°Э; Модуль по воде 1:5; Модуль по ЭА 1:2,5

Из данных таблицы 1 видно, что СФП, изготовленные с использованием в качестве эмульгатора - желатин, имеют диаметр гранул 0,95-1,0 мм при плотности 1,62-1,65 г/см³, а изготовление пороха за пределами граничных условий и прототипа приводят к получению не равномерного распределения по ситам пороховых элементов.

Таким образом, разработанные режимы изготовления СФП, с использованием в качестве эмульгатора - желатин, обеспечивают получение по водно-дисперсионной технологии плотных крупных гранул с диаметром гранул 0,95-1,0 мм и при плотности 1,62-1,65 г/см³.

Claims

Способ получения сферического пороха, включающий приготовление порохового лака при перемешивании в водной среде нитрата целлюлозы и дифениламина с этилацетатом, приготовление дисперсионной среды, добавление эмульгатора, диспергирование порохового лака на сферические пороховые частицы в дисперсионной среде, обезвоживание сферических пороховых частиц и удаление этилацетата при нагревании полученных сферических пороховых частиц, также дополнительно добавляют нитроглицерин, в качестве нитрата целлюлозы используют пироксилин I, а после удаления этилацетата сферические пороховые частицы опыляют графитом, отличающийся тем, что в качестве эмульгатора используют желатин в количестве 0,7-1,0 мас. % по отношению к дисперсионной среде.