Перхлораты и их использование
Небольшие количества ряда других соединений, например, примеси, вносимые в процессе производства, или специальные добавки могут заметно влиять на чувствительность к удару ВВ на основе перхлоратов; так, в присутствии следов хлористой меди или от 0,005 до 1% хлората щелочного или щелочноземельного металла сильно уменьшается чувствительность к удару перхлората аммония. Однако следует проявлять бол
ьшую осторожность, чтобы не превысить предельно допустимую концентрацию хлората, в противном случае этот материал становится опасным при хранении и в обращении, по-видимому, в связи с образованием очень нестабильного хлората аммония.
Галлет получил патент на другое средство уменьшения чувствительности к удару ВВ на основе перхлората аммония, предложив вводить в различные составы небольшие количества (не выше 6,6%) флегматизирующего агента, например смесь порошкообразных сахара и бихромата. Еще одной добавкой, уменьшающей чувствитвельность к удару перхлората аммония, является МпО2, уже упоминавшаяся выше как ингибитор реакции образования хлористого водорода.
Дотриш одним из первых отметил, что плотность ВВ на основе перхлората аммония в значительной степени влияет на его чувствительность к детонации и на взрывное действие. Последнее было изучено в общих чертах Синтальским и Краузе. Они установили, что изменение характера горючих компонентов сильно сказывается на оптимальной плотности заряда, необходимой для обеспечения наибольшего бризантного действия, или дробящего эффекта. Для некоторых смесей максимальная бризантность может быть достигнута без уплотнения заряда, в то время как для других смесей уплотнение необходимо. При невысоких плотностях заряда соотношение органического вещества и окислителя может изменяться в очень широком интервале без заметного влияния на бризантность. Однако при значительных плотностях бризантность уменьшается с увеличением концентрации органического вещества до тех пор, пока не возникнет недостаток кислорода. Это явление гораздо более ясно выражено для хлората натрия, чем для перхлората аммония. Согласно Куку и Гаррису для взрывчатых веществ на основе перхлората аммония допустим недостаток или избыток кислорода от – 4 до + 6 %.
В некоторых случаях оказалось целесообразным дальнейшее усиление стабильности ВВ на основе перхлоратов для уменьшения чувствительности к удару и обеспечения хороших детонационных свойств. Последнее должно было позволить применение этих взрывчатых веществ, например, в качестве разрывных зарядов для снарядов. Такое увеличение стабильности может быть достигнуто уплотнением заряда под большим давлением (не менее 281,2 атм.) и или при замене органического вещества. Так, малая чувствительность к удару обеспечивается при смешении перхлоратов с 17 – 18 вес. % парафина. Для изменения объемного веса, смачиваемости и способности к затвердеванию ВВ на основе перхлоратов можно в качестве органического вещества, играющего роль горючего (необходимого для поддержания реакции), использовать такие материалы, как древесная мука, порошкообразная пробка, размолотые смеси некоторых растений, крахмал, сахар, камеди и смолы, различные масла и жиры, асфальт и вазелин, мыла. Изменения плотности заряда, чувствительности, взрывного действия и состава продуктов сгорания можно также достигнуть введением инертных материалов, например пемзы, порошкообразного стекла и инфузорной земли, измельченного асбеста, хлористого натрия и других солей минеральных кислот.
Ряд авторов указывает на возможность использования порошкообразного алюминия во взрывчатых веществах на основе перхлоратов. Однако выяснилось, что в некоторых случаях смесь, содержащая металлический алюминий, может оказаться слишком чувствительной к удару или трению. Несмотря на это, в патенте Штринга и Киршенбаума отмечается целесообразность применения порошкообразного алюминия в виде водной дисперсии или пасты для смешения с нитратом и перхлоратом аммония. Содержание аммонийной соли в смеси может достигать 20 – 43%, остальное – алюминиевая паста с соотношением А1: Н2О=1: 1,4 – 1,5. Согласно Киршенбауму, такие смеси совершенно безопасны в обращении и при хранении; в то же время они легко детонируют при применении капсюль-детонатора или детонирующего шнура, причем оказалось, что скорость детонации сырой смеси почти в 3 раза больше, чем скорость детонации соответствующего сухого вещества.
Несколько необычное применение ВВ на основе перхлоратов запатентовано Фрезером для производства поверхностных взрывов на большой площади. Первоначально его предполагалось использовать при разминировании полей. На площади, подлежащей разминированию, разбрызгивалась смесь концентрированной хлорной кислоты и органической слабо летучей жидкости, например моноэтилового эфира этиленгликоля. Детонация расплавленной пленки вызывается соответствующим способом (при помощи гранаты) с целью взрыва мин на всей площади. Хотя в Европе за последние 50 лет использование перхлоратов для специальных взрывных работ получило всеобщее признание, в США перхлораты нашли лишь очень ограниченное применение. Так, в американской технологической энциклопедии в главе, посвященной общим вопросам взрывчатых веществ, почти совсем не уделяется внимания перхлоратам. Подобное отношение к этим вопросам среди американских специалистов, работающих в промышленности взрывчатых веществ, возможно вызвано тем, что ВВ на основе перхлоратов не были разрешены в США для употребления в рудниках, и лишь немногие предприятия начали осваивать производство перхлоратов, в то время как в Европе, в частности в Швеции, для крупных заводов уже в течение многих лет эти ВВ являются основным видом продукции. Другим фактором, повлиявшим на отсутствие в США интереса к перхлоратам, вероятно, послужили безуспешные попытки части авторов-взрывников выяснить разницу между отдельными свойствами хлоратов и перхлоратов.
2. Взрывчатые вещества на основе органических перхлоратов
Перхлораты органических соединений, в которых горючее и окислитель входят в состав одной и той же молекулы, в общем, гораздо более эффективны по взрывному действию, чем механические смеси, в которых органическое вещество и носитель кислорода находятся в виде отдельных твердых фаз. Ряд таких соединений был использован в прошлом для выяснения возможности применения их в качестве ВВ. Так, Мануэлли и Бернардини запатентовали использование в виде взрывчатых веществ перхлоратов бигуанида и гуанидина, а Ринтоул и Бекетт предложили применять в качестве дробящего взрывчатого вещества перхлорат дициандиамида самостоятельно или как компонент смеси. Это соединение, как установлено, обладает такой же взрывной силой, что и тринитротолуол, но не чувствительно к удару. В случае медленного нагревания оно начинает плавиться со слабым разложением при температуре около 200°С, полностью расплавляется при 300°С и взрывается при 378°С; оно относительно растворимо в воде, но менее гигроскопично, чем нитрат калия.
Лунгсгард рекомендовал употреблять в виде взрывчатых веществ перхлораты анилина, фенилендиаминов, бензидина, толуидинов, нафтиламинов, аминобензолов, антипирина, малахитового зеленого, фуксина, метилового фиолетового, пиридина, хинолина и цинхонина. Лунгсгард и Хербст запатентовали применение перхлоратов метиламинов – стабильных соединений, почти не боящихся воздействия влаги, за исключением [(CH8)2NH2]C1O4.
Скачать реферат