Дослідження та розвиток нових видів водонасичених комерційних вибухових речовин

Анніка В.Е., Кондріков Б.Н., хіміко-технологічний університет Менделєєва, Москва, Росія.

Короткий опис технології

Протягом останніх двох декад був досягнутий великий прогрес у розвитку та дослідженні в водонаповнених (водонасичених) комерційних водногелевих і водномасляних речовин в Лабораторії хімічної кінетики і термогідродінамікі реактивних систем в університеті Менделєєва (Москва). Ці речовини мають унікальні властивості такі, як добра реологічні здатність, висока детонаційна здатність, добре або дуже гарне водосопротівленіе, надійність і безпеку під час виробництва, транспортування та застосування. Вони є екологічно чистими і недорогими комерційними продуктами.

Водні розчини засновані на аміачної і натрієвої селітри; нітрат Гідроксиламіна; АДН; натрій, сечовина, метиламін, етілендіамін, і перхлорат Гідроксиламіна, що містять різноманітність водорозчинних легкозаймистих речовин; отримані відомості про добре діспергіванних водорозчинних полімерах алюмінію; і міжмолекулярних зв'язках.

водонасиченому водногелям і водномасляним комерційним речовин були привласнені номери, грунтовно вивчені, технологічно розроблені, і експериментально протестована в різних галузях російської індустрії.

Були досягнуті великі результати під час проходження досліджень.

У першу чергу, були досліджені детонаційні характеристики водних розчинів перхлоратних їдких солей з різноманітністю органічних і неорганічних катіонів. Визначено різноманітність областей низькою і високої детонації (РнД і РВТ), і були запропоновані можливі механізми хімічної інтеграції РнД і РВД. Розкрито каталіз реакцій РнД, були засновані деякі ефективні водорозчинні каталітичні реакції.

Відмічені різноманітні низькі детонаційні режими в розведених водних розчинах в АН сумішах, що складаються з водорозчинного пального, і виділені залежно детонаційних здібностей в хімічній природі пального.

Особливості реакцій в хімічної кінетики відповідають за енергетичну еволюцію в детонаційних хвилях, обумовлюються використанням залежностей швидкості детонації (Д), які експериментально встановлені для водонасичених ВВ, в результаті цього запропоновано механізм введення хімічних реакцій.

Державними органами встановлено спостереження за горінням водонасичених композицій, встановлені залежності при горінні норм тиску, а також механізм горіння реакцій.

Горіння і детонація спочатку вивчалися на основі водних розчинів. У режимі високої детонації (РВТ) був заснований один з розчинів, що складається з АН і БАДН.

Спочатку використовувався високо-вольтні електричний розряд (так званий електодінаміческій ефект зі надвисокої щільністю) для виробництва водонаповнених речовин екзотермічної формулювання, некорие з них дозволили досягти дуже хороших результатів у газогенераціі, гірському видобутку, і руйнуванні підводних об'єктів.

Для виробництва водонасичених ВВ використовувалися водорозчинний синтетичний полімер і поліакриламід. Були вивчені реологічні характеристики матеріалів, підбиралися поперечно-з'єднують агенти, досліджено процес композиційного загущення. Формула загущення поліакриламід дає дуже гарні реологічні характеристики і обумовлена фізичною стабільністю: в останні 10 років відійшли від використання в водногелевих композиціях поліакриламіду до сінсебілізірованія пігментом якісного алюмінію.

Військові вибухові речовини, ракетне паливо, і пороху витягали з різних видів боєприпасів і використовувалися в потужних і бризантних водонаповнених композиціях, зміст їх збільшувалося для збереження позитивних характеристик водонаповнених систем. Поміщені композиції, що складаються з пороху, вибухових речовин, і ракетного палива (або їх компоненти, зокрема, гексоген, гексоген/тротил, ПЕТН, і Пентоліт) ретельно відпрацьовувалися у водозаповнених матричних засадах, що включають водні реакції нітратів аміачної, натрієвої та кальцієвої селітр, такі як гідроксиламін і перхлорат натрію, а також нітрат Гідроксиламіна.

Створювалися теоретичні моделі детонації і горіння водонаповнених композицій на різних етапах, що включають теорію стабільної хвилі детонації і горіння, який ініціює і затухаючий механізми. З'ясовувалися відхилення детонації водногелевих і водномасляних речовин в термодинамічної ідеї.

Розроблялися теорія газо-бульбашкової генерації та коалісценція на основі теорії кристалізації Лівшица-Слеозовского, з одного боку, і підхід Де-Фрасса про вплив бульбашок на ступінь їх распространанія, з іншого боку.

Були розвинені теорія ініціації гарячих точок швидким стисненням газових включень і вязкопластічного потоку. Механізми ініціації вибуху від ударної хвилі, фрагменти, або ударні імпульси, також як і в низькошвидкісних імпульси, звільнялися від удару або тертя. Ретельно розроблена теорія синтезування при вивченні складів. Були створені основи теорії безпеки речовин цього класу в порівнянні з електромагнітними явищами інших класів. Явно вираженими є швидке горіння при детонації особливостей перехідного періоду, можливостей небезпечною низькошвидкісний детонації, і високошвидкісні режими горіння.

Було досліджено формування кінетики водномасляних емульсій. Створені різні рівняння виникнення і руйнування водномасляних крапель, аналітично дозволені, і порівняні з експериментальними даними.

У результаті фізико-хімічні, гідродинамічних і реологічних досліджень систем під час обговорення, було розвинене положення про енергетичних матеріалах всього класу водонасичених систем, технологічно проконтролювати, і практично застосовне. Найбільш характерними видами розроблених з'єднань є:

Водногелевие системи, що складаються з пігментних частинок алюмінію і водорозчинного пального для виробництва гнучких, подовжених зарядів невеликого діаметра для геофізичних досліджень масляного і газового простору методом лінійних безперервних потоків сейсмічних хвиль.

Композиції та заряди для геофізичних досліджень методом дискретних потоків сейсмічних хвиль у зоні низької швидкості звуку поверхневих шарів землі.

Композиції з низькою щільністю і заряди для зварювання металів і точних вибухових робіт.

екзотермічні формулювання для електродинаміки, упругодінаміческого застосування.

низькочутливих композиції речовин для використання в режимах горіння та детонації.

Допустимі речовини для вугільних шахт.

Комерційні водонасичені формулювання, що складаються з висококонверсіонних речовин, артилерійських порохів і ракетного палива.

Речовини для підйому комерційного виробництва.

Легальні дані

Застосування патентів для водногелевих речовин відповідно до індустрії та їх методів виробництва і практичне застосування (див. пункт 4) було схвалено в Росії. Серії експериментальних речовин були протестовані в Державного гірничого інституту і зарекомендували як індустріальна продукція і використовуються Федеральної Державної Гірської промисловістю і Офісом Технологічного Контролю (Госгортехнадзора РФ).

Спеціальні Здібності (Пристосування) в використанні та їх специфікації

Випробувальні майданчики Лабораторії хімічної кінетики і термодинамічної реактивних систем університету Менделєєва (Москва) розташовуються в регіонах Тушино, на околиці міста. Вони наповнюються речовинами в кімнати об'ємом 40 м3, сучасні пристрої, що реєструють високошвидкісний процес (камери фіксують смуги ЗШФР, СФР, ВФУ, осцилографи і електронні таймери), технологічні апарати для виробництва речовин в колличестве, необхідній для дослідження, УФ-та ІЧ-спектрометри, газо-та газо-рідинні хроматографи для аналітичних цілей, і т. д.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://masters.donntu.edu.ua