Pirotehnička kemija: Barut i eksplozivi - Gorst A.G. Nitrocelulozni prahovi

25.09.2019

Barut je pogonska eksplozivna tvar koja se sastoji od više komponenti, sposobna je gorjeti bez pristupa kisika izvana, oslobađajući veliku količinu toplinske energije i plinovitih tvari, a služi za bacanje projektila, pogon raketa i druge svrhe.

Izum baruta

Prema suvremenom općeprihvaćenom mišljenju, barut je izumljen u srednjem vijeku u Kini, kao rezultat pokusa kineskih alkemičara koji su u potrazi za eliksirom besmrtnosti slučajno naletjeli na barut.

Izum baruta doveo je do uvođenja vatrometa u Kini i upotrebe baruta u vojne svrhe, u obliku bacača plamena, raketa, bombi, primitivnih granata i mina.

Dugo su vremena Kinezi koristili barut za izradu zapaljivih projektila koje su nazivali "huo pao", što na kineskom znači "vatrena lopta". Specijalni bacački stroj izbacio je ovaj zapaljeni projektil, koji je eksplodirao u zrak, raspršivši oko sebe goruće čestice, zapalivši sve.

Nešto kasnije tajna izrade baruta dolazi iz Kine preko Indije do Arapa, koji unapređuju tehnologiju njegove izrade, a egipatski Mameluci počinju kontinuirano koristiti barut u svojim topovima.

Pojava baruta u Europi

Prva pojava baruta u Europi povezana je s imenom Bizanta Marka Grka, koji je u svom rukopisu opisao sastav baruta, a to se dogodilo oko 1220. godine. Engleski znanstvenik Roger Bacon prvi je spomenuo barut u Europi u svojoj znanstvenoj raspravi 1242. godine.

Sekundarni izum baruta u Europi vezan je uz ime redovnika alkemičara Bertholda Schwartza, koji je, dok je provodio svoje pokuse, slučajno dobio mješavinu salitre, ugljena i sumpora, počeo je mljeti u svom mužaru, smjesa se zapalila od iskra koja je slučajno pala na njega. Upravo je Berthold Schwartz zaslužan za ideju stvaranja prvog topničkog oružja. Iako je ovo možda samo legenda.

Godine 1346., u bitci kod Crecyja, Britanci su upotrijebili topove od lijevane bronce koji su pucali na Francuze. U top se stavljalo punjenje od baruta, izvlačio se fitilj, au top se stavljala jezgra koja je bila običan kamen, a mogla je biti i od olova i željeza. Zapalio se fitilj, zapalio se barut u puški, a barutni plinovi su izbacili jezgru. Pojava i borbena uporaba baruta u Europi radikalno je promijenila prirodu ratovanja.

Godine 1884. izumljen je prvi bezdimni barut, bio je to piroksilinski barut, prvi ga je dobio francuski znanstvenik P. Viel. Četiri godine kasnije, 1888., Alfred Nobel izumio je balistički barut u Švedskoj; korditni barut prvi su proizveli Frederick Abel i James Dewar u Velikoj Britaniji 1889. godine.

Ruski znanstvenici također su pridonijeli razvoju novog baruta; poznati ruski kemičar Dmitrij Ivanovič Mendeljejev stvorio je pirokolodijski barut 1887.-1891.

Razvoj baruta je još uvijek u tijeku, stvaraju se nove recepture za pripremu baruta i radi se na poboljšanju njihovih osnovnih karakteristika.

Barut u Rusiji

Barut se prvi put pojavio u Rusiji 1389. U 15. stoljeću u Rusiji su se pojavile prve tvornice baruta.

Veliki razvoj barutanskog poslovanja dogodio se za vrijeme vladavine Petra I., koji je veliku pozornost posvetio razvoju vojnih poslova i razvoju industrije, pod njim su izgrađene tri velike tvornice baruta u Sankt Peterburgu, Sestroretsku i Okhti.

Ruski znanstvenici Mikhail Yuryevich Lomonosov i Dmitry Ivanovich Mendeleev proveli su svoje eksperimente na proučavanju i stvaranju novih baruta.

Vrste baruta

Svi baruti se dijele u dvije velike skupine:

miješani puderi, oni uključuju zadimljen, ili crni barut, aluminijski prah
nitroceluloza ( bezdimni prah), To uključuje piroksilinski prah, balistički prah, korditni prah

Crni barut

Cijela povijest baruta započela je stvaranjem crnog baruta, svi ostali baruti nastali su mnogo kasnije.

Crni barut je mješavina usitnjenih čestica ugljena, sumpora i salitre, pomiješanih u određenim omjerima. Svaka od komponenti crnog baruta obavlja svoju funkciju. Pri zagrijavanju na temperaturu od 250 stupnjeva prvo se zapali sumpor koji zapali salitru. Na temperaturi od oko 300 stupnjeva, salitra počinje oslobađati kisik, zbog čega dolazi do procesa izgaranja. Ugljen u barutu je gorivo čijim izgaranjem nastaje velika količina plinova koji stvaraju ogroman pritisak potreban za hitac.

Crni barut ima granularnu strukturu, a veličina zrna ima veliki utjecaj na svojstva baruta, njegovu brzinu gorenja i pritisak koji stvara.

Prilikom proizvodnje crnog baruta prolazi kroz pet faza:

Komponente za mljevenje (salitra, ugljen i sumpor) u prah
Miješanje
Prešanje u diskove
Usitnjavanje u granule
Poliranje

Kvaliteta crnog baruta i učinkovitost njegovog sagorijevanja ovisi o:

finoća komponenti mljevenja
potpunost miješanja
oblik i veličina zrna

Ovisno o veličini zrna crni barut je:

velika (0,8 – 1,25 mm);
srednje (0,6 – 0,75 mm);
mali (0,4 – 0,6 mm);
vrlo mali (0,25 – 0,4 mm).

Crni barut se koristi ne samo za lov, već i za druge svrhe:

sa žicom (za vatrogasne žice)
puška (koristi se kao upaljač za bezdimna baruta)
krupni crni barut (za upaljač)
sporogoreći crni barut (za pojačivače i moderatore u cijevima i fitiljima)
rudnik (za miniranje)
lov
sportski

Kao rezultat dugih eksperimenata, razvijen je optimalni sastav crnog baruta za lov:

76% kalijev nitrat
15% ugljena
9% sumpora

Važno je da lovac ispravno odredi kakvoću i stanje crnog baruta kojim puni patrone.

Boja crnog praha trebala bi biti crna ili blago smeđa, bez ikakvih stranih nijansi
Zrnca crnog baruta ne smiju imati bjelkastu nijansu
Kada drobite zrno crnog baruta među prstima, ono se ne bi trebalo mrviti, već razbiti u zasebne čestice
Kada se sipa, crni barut ne smije stvarati grudice niti ostavljati prašinu.

Ako crni barut ne zadovoljava ove karakteristike, njegova uporaba pri punjenju patrona može biti opasna za samog lovca, takav barut može izazvati pucanje cijevi puške.

Prednosti crnog baruta

Nedostaci crnog baruta

Crni barut je vrlo higroskopan, s sadržajem vlage većim od 2%, vrlo se slabo zapali. Stoga je izuzetno važno čuvati ga u pravim uvjetima.
Visoka korozija bačvi; pri gorenju crnog baruta stvaraju se sumporna i sumporna kiselina koje uzrokuju jaku koroziju bačvi.
Gust dim pri ispaljivanju, što često otežava ispaljivanje drugog metka.
Crni barut se ne može koristiti u poluautomatskom oružju.
Opasno za rukovanje. Crni barut ima niske temperature paljenje, lako se zapali, može biti opasno, posebno kada gori velika masa, jer dolazi do snažne eksplozije.
Otprilike je tri puta slabiji u snazi od bezdimnog praha, daje malu brzinu leta s hitcem, s prilično jakim trzajem i glasnim pucanjem.

Aluminijski prah

Aluminijski barut se ne koristi za lov ili streljaštvo, ali se koristi u pirotehnici. Sastoji se od tri komponente: nitrata, aluminija i sumpora. Aluminijski prah ima visoku temperaturu i brzinu gorenja, te emitira veliku količinu svjetlosti. Koristi se u eksplozivnim sastavima i sastavima koji proizvode bljesak. Aluminijski prah praktički se ne boji vlage i ne stvara grudice.

Bezdimni barut

Bezdimni barut izumljen je mnogo kasnije od crnog baruta. Trenutno je gotovo potpuno zamijenio crni barut iz uporabe u lovu.

Bezdimni barut se dosta razlikuje od dimnog baruta po sastavu, svojstvima i osnovnim karakteristikama, ima svoje prednosti i nedostatke.

Prema sastavu, bezdimni baruti su:

jednobazni (glavna komponenta nitroceluloza)
dvobazni (glavne komponente: nitroceluloza i nitroglicerin)
trobazni (glavne komponente: nitroceluloza, nitroglicerin i nitrogvanidin)

Uz glavne komponente, bezdimni baruti uključuju stabilizatore, balističke modifikatore, omekšivače, veziva, reduktore bakra, zaustavljače plamena, aditive koji smanjuju trošenje cijevi, katalizatore izgaranja i grafit. Upravo ti aditivi stvaraju željenu kvalitetu baruta.

Nitroceluloza se s vremenom razgrađuje, posebno tijekom skladištenja velika količina baruta ili skladištenja baruta na temperaturama iznad 25 stupnjeva, razgradnjom se stvara toplina, što može dovesti do spontanog sagorijevanja baruta. Jednobazni nitrocelulozni prahovi posebno su osjetljivi na raspadanje. Da bi se spriječio ovaj fenomen, u barut se dodaju stabilizatori, od kojih je glavni difenilamin. Stabilizatori se dodaju u malim količinama, oko 0,5-2% ukupne mase baruta, ali velike količine mogu pogoršati balistička svojstva baruta.

Sredstva za gašenje plamena dodaju se kako bi se smanjio bljesak od hica, koji demaskira strijelca i zasljepljuje ga prilikom opaljenja.

Katalizatori se dodaju kako bi se povećala brzina gorenja baruta.

Grafit se dodaje bezdimnom barutu kako bi se spriječilo lijepljenje granula baruta i spriječilo spontano sagorijevanje baruta od pražnjenja statičkog elektriciteta.

Bezdimni baruti s jednom i dvije baze sada čine većinu baruta koji se koriste u lovu. Toliko su uobičajeni da kad kažu "barut" misle na bezdimni barut.

Svojstva bezdimnog baruta uvelike ovise o veličini i obliku njegovih granula. Površina granula utječe na promjenu njihovog oblika i brzinu izgaranja baruta. Promjenom oblika granula možete promijeniti tlak i brzinu izgaranja baruta.

Brzogoreći baruti stvaraju veći pritisak i shodno tome daju veću brzinu metku ili sačmi, ali istovremeno proizvode višu temperaturu, što povećava trošenje cijevi pištolja.

Boja bezdimnog baruta može biti od žute do crne, svih mogućih nijansi.

Prednosti bezdimnog baruta

Niske je higroskopnosti, ne upija vlagu iz zraka i ne mijenja svoja svojstva; ako je bezdimni barut vlažan, može se sušiti, nakon sušenja potpuno će vratiti svoja svojstva
Jači od crnog baruta
Proizvodi manje produkata izgaranja, uzrokuje manje začepljenja cijevi i može se koristiti u poluautomatskom oružju.
Proizvodi manje dima i tiši zvuk pucanja

Nedostaci bezdimnog praha

Zbog više visoka temperatura izgaranja, uzrokuje veće trošenje cijevi pištolja
Zahtijeva pravi uvjeti skladištenja, ako ovi uvjeti nisu ispunjeni, mijenja svoja svojstva
Više kratkoročno skladištenje od crnog baruta
Manje otporan na temperaturne fluktuacije od crnog baruta

Kako odabrati barut

Kada se uspoređuju crni i bezdimni barut, izbor pada na bezdimni barut. Bezdimni barut je po svim svojim kvalitetama i karakteristikama znatno superiorniji od dimnog baruta.

Barut je sastavni element koji služi za punjenje metaka. Bez izuma ove supstance čovječanstvo nikada ne bi saznalo za vatreno oružje.

Ali malo je ljudi upoznato s poviješću baruta. I ispada da je izmišljen potpuno slučajno. Da i tada dugo vremena koristi se samo za ispaljivanje vatrometa.

Pojava baruta

Ova tvar je izumljena u Kini. Točan datum Nitko ne zna za pojavu crnog praha, koji se također naziva crnim. Međutim, to se dogodilo oko 8. stoljeća. PRIJE KRISTA. Tih su dana kineski carevi bili vrlo zabrinuti vlastito zdravlje. Željeli su dugo živjeti, pa čak i sanjali o besmrtnosti. Da bi to postigli, carevi su poticali rad kineskih alkemičara koji su pokušavali otkriti čarobni eliksir. Naravno, svi znamo da čovječanstvo nikada nije dobilo čudotvornu tekućinu. Međutim, Kinezi su, pokazujući svoju upornost, proveli mnoge pokuse, miješajući razne tvari. Nisu gubili nadu da će ispuniti carsku naredbu. Ali ponekad su testovi završavali neugodnim incidentima. Jedan od njih dogodio se nakon što su alkemičari pomiješali salitru, ugljen i neke druge komponente. Nepoznato povijesti Prilikom testiranja nove tvari, istraživač je dobio plamen i dim. Izumljena formula čak je zabilježena u kineskoj kronici.

Crni se barut dugo vremena koristio samo za vatromet. Međutim, Kinezi su otišli dalje. Oni su stabilizirali formulu ove tvari i naučili je koristiti za eksplozije.

U 11.st Izumljeno je prvo oružje s barutom u povijesti. To su bile borbene rakete u kojima se barut prvo zapalio, a potom eksplodirao. Ovo barutno oružje korišteno je tijekom opsada zidina tvrđave. Međutim, u to je vrijeme na neprijatelja više djelovao psihološki nego štetno. Najmoćnije oružje do kojeg su došli drevni kineski istraživači bile su glinene ručne bombe. Eksplodirali su i zasuli krhotinama sve oko sebe.

Osvajanje Europe

Iz Kine se crni barut počeo širiti svijetom. U Europi se pojavio u 11. stoljeću. Donijeli su ga arapski trgovci koji su prodavali rakete za vatromet. Mongoli su počeli koristiti ovu tvar u borbene svrhe. Koristili su crni barut da zauzmu prethodno neosvojive dvorce vitezova. Mongoli su koristili prilično jednostavnu, ali istodobno učinkovitu tehnologiju. Napravili su tunel ispod zidina i tu postavili rudnik baruta. Eksplodirajući, ovo vojno oružje lako je napravilo rupu iu najdebljim barijerama.

Godine 1118. u Europi su se pojavili prvi topovi. Koristili su ih Arapi tijekom zarobljavanja Španjolske. Godine 1308. topovi s barutom odigrali su odlučujuću ulogu u zauzimanju gibraltarske tvrđave. Zatim su ih koristili Španjolci, koji su ovo oružje preuzeli od Arapa. Nakon toga započela je proizvodnja pušaka za barut diljem Europe. Rusija nije bila iznimka.

Dobivanje piroksilina

Crni barut do kraja 19. stoljeća. punili su minobacače i škripe, kremenjače i muškete, kao i drugo vojničko oružje. Ali u isto vrijeme, znanstvenici nisu zaustavili svoja istraživanja kako bi poboljšali ovu tvar. Primjer za to su pokusi Lomonosova, koji je uspostavio racionalan omjer svih komponenti praškaste smjese. Povijest pamti i neuspješan pokušaj zamjene deficitarnog nitrata bertholetovom soli, koji je poduzeo Claude Louis Bertholet. Ova zamjena rezultirala je brojnim eksplozijama. Pokazalo se da je bertholletova sol ili natrijev klorat vrlo aktivno oksidacijsko sredstvo.

Nova prekretnica u povijesti proizvodnje baruta započela je 1832. godine. Tada je francuski kemičar A. Bracono prvi dobio nitrocelulozu, odnosno priroksilin. Ova tvar je ester dušične kiseline i celuloze. Potonja molekula sadrži veliki broj hidroksilnih skupina, koje reagiraju s dušičnom kiselinom.

Svojstva piroksilina proučavali su mnogi znanstvenici. Dakle, 1848. ruski inženjeri A.A. Fadeev i G.I. Hess je otkrio da je ta tvar nekoliko puta jača od crnog baruta koji su izmislili Kinezi. Bilo je čak i pokušaja korištenja piroksilina za pucanje. Međutim, završili su neuspjehom, jer je porozna i rastresita celuloza imala heterogen sastav i gorjela je nedosljednom brzinom. Pokušaji komprimiranja piroksilina također su završili neuspjehom. Tijekom tog procesa tvar se često zapalila.

Dobivanje piroksilinskog praha

Tko je izumio bezdimni barut? Godine 1884. francuski kemičar J. Viel stvorio je monolitnu tvar na bazi piroksilina. Ovo je prvi bezdimni barut u povijesti čovječanstva. Da bi ga dobio, istraživač je koristio sposobnost piroksilina da poveća volumen dok je u mješavini alkohola i etera. Tako se dobivala meka masa koja se zatim prešala, izrađivala u ploče ili trake, a zatim sušila. Glavnina otapala je isparila. Mali volumen je sačuvan u piroksilinu. Nastavio je funkcionirati kao plastifikator.

Ova masa je osnova bezdimnog praha. Njegov volumen u ovom eksplozivu je oko 80-95%. Za razliku od prethodno dobivene celuloze, piroksilinski prah pokazao je sposobnost da gori konstantnom brzinom strogo u slojevima. Zbog toga se još uvijek koristi za malokalibarsko oružje.

Prednosti nove tvari

Vielov bijeli prah bio je pravo revolucionarno otkriće u području vatrenog oružja. I bilo je nekoliko razloga koji su objašnjavali ovu činjenicu:

1. Barut praktički nije proizvodio dim, dok je prethodno korišteni eksploziv značajno suzio vidno polje borca nakon samo nekoliko ispaljenih hitaca. Samo jaki udari vjetra mogli su se riješiti oblaka dima koji su se pojavili prilikom korištenja crnog baruta. Osim toga, revolucionarni izum omogućio je da se ne oda položaj borca.

2. Vielov barut omogućio je da metak izleti većom brzinom. Zbog toga mu je putanja bila ravnija, što je značajno povećalo preciznost gađanja i njegov domet koji je iznosio oko 1000 m.

3. Zbog većih karakteristika snage bezdimni barut korišten je u manjim količinama. Streljivo je postalo znatno lakše, što je omogućilo povećanje njihove količine prilikom kretanja vojske.

4. Opremanje patrona piroksilinom omogućilo im je da pucaju čak i kada su mokri. Streljivo na bazi crnog baruta trebalo je zaštititi od vlage.

Vielov barut uspješno je testiran u pušci Lebel, koju je odmah usvojila francuska vojska. Druge europske zemlje požurile su primijeniti izum. Prve od njih bile su Njemačka i Austrija. Novo oružje uvedeno je u ove države 1888.

Nitroglicerin u prahu

Uskoro su istraživači dobili novu tvar za vojno oružje. Postao je nitroglicerin bezdimni barut. Drugi naziv za to je balistitis. Osnova takvog bezdimnog baruta također je bila nitroceluloza. Međutim, njegova količina u eksplozivu smanjena je na 56-57 posto. Kao plastifikator u u ovom slučaju poslužen tekući trinitroglicerin. Pokazalo se da je takav barut vrlo moćan, a vrijedi reći da još uvijek nalazi svoju primjenu u raketnim snagama i topništvu.

Pirokolodijev prah

Krajem 19.st. Mendeljejev je predložio svoj recept za bezdimni eksploziv. Ruski znanstvenik pronašao je način za dobivanje topive nitroceluloze. Nazvao ga je pirokolodijem. Dobivena tvar je otpuštena maksimalan iznos plinoviti proizvodi. Pirokolodijev prah uspješno je testiran u topovima različitih kalibara, koji su izvedeni na pomorskom poligonu.

Međutim, to nije jedini doprinos Lomonosova vojnim poslovima i proizvodnji baruta. Napravio je važna poboljšanja u tehnologiji proizvodnje eksploziva. Znanstvenik je predložio dehidraciju nitro-vlakana ne sušenjem, već korištenjem alkohola. Time je proizvodnja baruta postala sigurnija. Osim toga, poboljšana je i kvaliteta samog nitro-vlakana, jer su iz njega uz pomoć alkohola isprani manje postojani proizvodi.

Moderna upotreba

Trenutno se barut, koji se temelji na nitrocelulozi, koristi u modernom poluautomatskom i automatskom oružju. Za razliku od crnog baruta, ne ostavlja praktički nikakve čvrste produkte izgaranja u puščanim cijevima. To je omogućilo automatsko ponovno punjenje oružja pri korištenju velikog broja pokretnih mehanizama i dijelova.

Različite vrste bezdimnog baruta glavni su dio pogonskih eksploziva koji se koriste u streljačkom oružju. Oni su toliko rasprostranjeni da se u pravilu riječ "barut" označava bezdimnim. Supstanca koju su izumili drevni kineski alkemičari koristi se samo u signalnim puškama, bacačima granata i nekim patronama namijenjenim za sačmarice.

Što se tiče lovnog okruženja, uobičajeno je koristiti piroksilinsku varijantu bezdimnog baruta. Nitroglicerinske vrste se samo ponekad koriste, ali nisu osobito popularne.

Spoj

Od kojih komponenti se sastoji eksploziv koji se koristi u lovu? Sastav bezdimnog baruta nema nikakve veze s njegovim zadimljenim izgledom. Uglavnom se sastoji od piroksilina. U eksplozivu ga ima 91-96 posto. Osim toga, lovni prah sadrži od 1,2 do 5% toga hlapljive tvari, poput vode, alkohola i etera. Kako bi se povećala stabilnost tijekom skladištenja, uključen je 1 do 1,5 posto stabilizatora difenilamina. Flegmatizatori usporavaju sagorijevanje vanjskih slojeva zrna praha. Oni se kreću od 2 do 6 posto u bezdimnom lovačkom barutu. Mali dio (0,2-0,3%) sastoji se od aditiva za usporavanje plamena i grafita.

Oblik

Piroksilin, koji se koristi za proizvodnju bezdimnog praha, tretira se oksidirajućim sredstvom, čija je osnova mješavina alkohola i etera. Krajnji rezultat je homogena tvar poput želea. Dobivena smjesa se podvrgava mehaničkoj obradi. Rezultat je granularna struktura tvari, čija boja varira od žuto-smeđe do čisto crne. Ponekad je unutar iste serije moguća različita nijansa baruta. Da bi se dobila jednolika boja, smjesa se tretira grafitom u prahu. Ovaj proces također omogućuje izravnavanje ljepljivosti zrna.

Svojstva

Bezdimni prah odlikuje se sposobnošću stvaranja ravnomjernih plinova i gorenja. Ovo, pak, pri promjeni veličine frakcije omogućuje kontrolu i regulaciju procesa izgaranja.

Među atraktivnim svojstvima bezdimnog praha su sljedeća:

Niska higroskopnost i netopljivost u vodi;
- veći učinak i čistoća od svog dimljenog dvojnika;
- očuvanje svojstava čak i pri visokoj vlažnosti;
- mogućnost sušenja;
- odsutnost dima nakon pucnja, koji se ispaljuje uz relativno tih zvuk.

Međutim, vrijedi imati na umu da bijeli prah:

Prilikom pucanja ispušta ugljični monoksid koji je opasan za ljude;
- negativno reagira na promjene temperature;
- potiče brže trošenje oružja zbog stvaranja visokih temperatura u cijevi;
- moraju se skladištiti u zatvorenoj ambalaži zbog mogućnosti atmosferilija;
- ima ograničen rok trajanja;
- može predstavljati opasnost od požara pri visokim temperaturama;
- ne koristi se u oružju čija putovnica to pokazuje.

Najstariji ruski barut

Lovačke patrone opremljene su ovim eksplozivom od 1937. Sokol barut ima prilično veliku snagu koja zadovoljava razvijene svjetske standarde. Treba napomenuti da je sastav ove tvari promijenjen 1977. godine. To je učinjeno zbog uspostavljanja strožih propisa za ove vrste eksplozivni elementi.

Barut "Falcon" preporučuje se za lovce početnike koji više vole samostalno puniti patrone. Uostalom, ova tvar im može oprostiti pogrešku s težinom. Sokol barut koriste mnogi domaći proizvođači patrona kao što su Polyex, Fetter, Azot i drugi.

Plan:

1 Povijest baruta
2 Vrste baruta
- 2.1 Mješoviti prašci
  - 2.1.1 Crni barut
- 2.2 Nitrocelulozni prahovi
  - 2.2.1 Piroksilin
  - 2.2.2 Balistički
  - 2.2.3 Kordit
  - 2.2.4 Čvrsto raketno gorivo
3 Izgaranje praha i njegova regulacija
4 Karakteristike baruta

Uvod

Nitrocelulozni bezdimni barut N110

Uložak bezdimnog baruta

Puder- višekomponentna kruta tvar sposobna za pravilno izgaranje u paralelnim slojevima bez pristupa kisika izvana, oslobađajući veliku količinu toplinske energije i plinovitih proizvoda koji se koriste za bacanje projektila, pogon raketa i za druge svrhe. Barut spada u klasu pogonskih eksploziva.

1. Povijest baruta

Prvi predstavnik eksploziva bio je crni barut- mehanička smjesa kalijevog nitrata, ugljena i sumpora, obično u omjeru 15:3:2. Postoji čvrsto mišljenje da su se takvi spojevi pojavili u davnim vremenima i da su se uglavnom koristili kao zapaljiva i razorna sredstva. Međutim, o tome nisu pronađeni materijalni ili pouzdani dokumentarni dokazi. U prirodi su naslage nitrata rijetke, a kalijev nitrat, neophodan za proizvodnju dovoljno stabilnih sastava, uopće se ne pojavljuje.

U Kini se recept za barut pojavio 1044. godine, no barut je možda postojao i ranije; Neki vjeruju da je izumitelj baruta ili vjesnik izuma bio Wei Boyang u 2. stoljeću. Za navodni izum baruta od strane srednjovjekovnih Kineza, pogledajte Četiri velika izuma.

Za proizvodnju kalijevog nitrata potrebne su razvijene tehnološke metode koje su se pojavile tek razvojem kemije u 15.-16. stoljeću. Proizvodnja karbonskih materijala s visoko razvijenom specifičnom površinom, poput drvenog ugljena, također zahtijeva naprednu tehnologiju, koja se pojavila tek razvojem metalurgije željeza. Najvjerojatnije je korištenje raznih prirodnih smjesa koje sadrže nitrate s organskim tvarima koje imaju svojstva svojstvena pirotehničkim sastavima. Redovnik Berthold Schwartz smatra se jednim od izumitelja baruta.

Pogonsko svojstvo crnog baruta otkriveno je mnogo kasnije i poslužilo je kao poticaj za razvoj vatrenog oružja. U Europi (uključujući i Rusiju) poznata je od 13. stoljeća; do sredine 19. st. ostao je jedini visoki eksploziv, a do kraja 19. st. - pogonsko gorivo.

Izumom nitroceluloznih prahova, a potom i pojedinačnih snažnih eksploziva, crni barut je uvelike izgubio na važnosti.

Piroksilinski barut prvi je u Francuskoj proizveo P. Viel 1884. godine, balistički barut u Švedskoj Alfred Nobel 1888. godine, a korditni barut u Velikoj Britaniji krajem 19. stoljeća. Otprilike u isto vrijeme (1887.-91.) u Rusiji je Dmitrij Mendeljejev razvio piro-kolodijski barut, a grupa inženjera iz tvornice baruta Okhtinsky razvila je piroksilinski barut.

U 30-im godinama 20. stoljeća u SSSR-u su prvi put stvoreni balistički barutni naboji za raketne projektile, koje su trupe uspješno koristile tijekom Velikog domovinskog rata. Domovinski rat(raketni sustavi za višestruko lansiranje). Mješovita goriva za raketne motore razvijena su kasnih 1940-ih.

Daljnje usavršavanje baruta odvija se u pravcu stvaranja novih formulacija, baruta posebne namjene i poboljšanja njihovih osnovnih karakteristika.

2. Vrste baruta

Postoje dvije vrste baruta: miješani (uključujući dimni) i nitrocelulozni (bezdimni). Baruti koji se koriste u raketnim motorima nazivaju se čvrstim raketnim gorivima. Osnova nitroceluloza Barut se sastoji od nitroceluloze i plastifikatora. Osim glavnih komponenti, ovi prašci sadrže razne aditive.

Barut je pogonski eksploziv. Pod odgovarajućim uvjetima inicijacije, barut je sposoban detonirati na način sličan brizantnim eksplozivima, zbog čega se crni barut dugo koristio kao brizantni eksploziv. Na dugotrajno skladištenje dulje od roka utvrđenog za određeni barut ili kod skladištenja u neodgovarajućim uvjetima dolazi do kemijske razgradnje komponenti baruta i promjene njegovih radnih karakteristika (način izgaranja, mehaničke karakteristike raketnih bombi itd.). Rad, pa čak i skladištenje takvih praškova je izuzetno opasno i može dovesti do eksplozije.

2.1. Mješoviti prašci

2.1.1. Crni barut

Kutija za prah i lopatica za barut iz 18.-19.st.

Moderno zadimljen Barut se izrađuje u obliku zrna nepravilnog oblika. Osnova za proizvodnju baruta je mješavina sumpora, kalijevog nitrata i ugljena. Mnoge zemlje imaju svoje omjere miješanja ovih komponenti, ali se ne razlikuju mnogo, u Rusiji je to prihvaćeno sljedeća postava: 75% KNO 3 (kalijev nitrat) 15% C ( drveni ugljen) i 10% S (sumpor). Ulogu oksidacijskog sredstva u njima igra kalijev nitrat (kalijev nitrat), glavno gorivo je ugljen. Sumpor je cementna tvar koja smanjuje higroskopnost baruta i olakšava njegovo paljenje. Učinkovitost sagorijevanja crnog baruta uvelike je povezana s finoćom mljevenja komponenti, potpunošću miješanja i oblikom gotovih zrna.

Vrste crnih baruta (% sastava KNO 3, S, C.):

užad (za protupožarnu užad) (77%, 12%, 11%);
puška (za upaljače za punjenja od nitroceluloznih prahova i miješanih kruta goriva, kao i za izbacivanje punjenja u zapaljivim i svjetlećim projektilima);
krupnozrnati (za upaljač);
sporogorenje (za pojačivače i moderatore u cijevima i fitiljima);
rudnik (za miniranje) (75%, 10%, 15%);
lov (76%, 9%, 15%);
sportski.

Crni barut je vrlo zapaljiv pod utjecajem plamena i iskre (plamište 300 °C), te je stoga opasan za rukovanje. Čuva se u hermetički zatvorenoj posudi odvojeno od ostalih vrsta baruta. Higroskopno, s sadržajem vlage većim od 2% ne pali se dobro. Proces proizvodnje crnog baruta uključuje miješanje fino samljevenih komponenti i obradu dobivene pulpe praha kako bi se dobila zrna određene veličine. Korozija bačvi s crnim barutom mnogo je gora nego s nitroceluloznim prahom, jer su nusprodukt izgaranja sumporna i sumporna kiselina. Crni barut se trenutno koristi u vatrometu. Otprilike do kraja 19. stoljeća koristio se u vatrenom oružju i eksplozivnom streljivu.

2.2. Nitrocelulozni prahovi

Prema sastavu i vrsti plastifikatora (otapala), nitrocelulozni prahovi se dijele na: piroksilin, balistit i kordit.

2.2.1. Piroksilin

Dio piroksilin barut obično sadrži 91-96% piroksilina, 1,2-5% hlapljivih tvari (alkohol, eter i voda), 1,0-1,5% stabilizatora (difenilamin, centrolit) za povećanje stabilnosti skladištenja, 2-6% flegmatizatora za usporavanje izgaranja vanjskog slojeva zrna praha i 0,2-0,3% grafita kao dodataka. Takvi se baruti izrađuju u obliku ploča, vrpci, prstenova, cijevi i zrna s jednim ili više kanala; koristi se u malom oružju i topništvu. Glavni nedostaci piroksilinskih prahova su: niska energija plinovitih produkata izgaranja (u odnosu na, na primjer, balističke prahove), tehnološke poteškoće u dobivanju punjenja velikog promjera za raketne motore. Glavno vrijeme tehnološkog ciklusa troši se na uklanjanje hlapljivih otapala iz praškastog poluproizvoda. Ovisno o namjeni, osim uobičajenih piroksilinskih prahova, postoje posebni prahovi: vatrootporni, niskohigroskopni, niskog gradijenta (s malom ovisnošću brzine gorenja o temperaturi punjenja); niska erozija (sa smanjenim utjecajem visoke erozije na provrt cijevi); flegmatiziran (sa smanjenom brzinom gorenja površinskih slojeva); porozni i drugi. Proces proizvodnje piroksilinskih prahova uključuje otapanje (plastificiranje) piroksilina, prešanje dobivene praškaste mase i rezanje kako bi se elementima praha dao određeni oblik i veličina, uklanjanje otapala i sastoji se od više uzastopnih operacija.

2.2.2. Balistički

Osnova balistički Prašci se sastoje od nitroceluloze i plastifikatora koji se ne može ukloniti, zbog čega se ponekad nazivaju dvobaznim. Ovisno o upotrijebljenom plastifikatoru nazivaju se nitroglicerin, diglikol itd. Uobičajeni sastav balističkih baruta: 40-60% koloksilin (nitroceluloza s udjelom dušika manjim od 12,2%) i 30-55% nitroglicerin (nitroglicerin baruti) odn. dietilen glikol dinitrat (diglikol barut) ili njihove mješavine. Osim toga, ovi prahovi sadrže aromatske nitro spojeve (na primjer dinitrotoluen) za regulaciju temperature izgaranja, stabilizatore (difenilamin, centralit), kao i vazelinsko ulje, kamfor i drugi aditivi. Također, fino raspršeni metal (legura aluminija i magnezija) može se dodati balističkim prahovima za povećanje temperature i energije produkata izgaranja; takvi prahovi se nazivaju metalizirani. Barut se izrađuje u obliku cijevi, blokova, ploča, prstenova i vrpci. Prema primjeni balistički baruti se dijele na raketne (za punjenja raketnih motora i plinskih generatora), topničke (za pogonska punjenja topničkih oruđa) i minobacačke (za pogonska punjenja minobacača). U usporedbi s piroksilinskim barutima, balističke barute karakterizira manja higroskopnost, brža izrada, mogućnost proizvodnje velikih punjenja (do 0,8 metara u promjeru), visoka mehanička čvrstoća i fleksibilnost zbog upotrebe plastifikatora. Nedostatak balističkih baruta u odnosu na piroksilinske barute je velika opasnost u proizvodnji zbog prisutnosti u njihovom sastavu snažnog eksploziva - nitroglicerina, koji je vrlo osjetljiv na vanjske utjecaje, kao i nemogućnost dobivanja naboja promjera većeg od 0,8 m, za razliku od mješovitih baruta na bazi sintetskih polimera. Tehnološki proces proizvodnje balističkih baruta uključuje miješanje komponenti u toploj vodi radi ravnomjerne raspodjele, istiskivanje vode i višekratno valjanje na vrućim valjcima. Time se uklanja voda i plastificira celulozni nitrat, koji poprima izgled plahte poput roga. Zatim se barut protisne kroz kalupe ili uvalja u tanke listove i reže.

2.2.3. Kordit

Kordit barut sadrži piroksilin s visokim udjelom dušika, uklonjivi (mješavina alkohola i etera, aceton) i neuklonjivi (nitroglicerin) plastifikator. Time se tehnologija proizvodnje ovih baruta približava proizvodnji piroksilinskog baruta. Prednost korditi- veće snage, ali uzrokuju pojačano gorenje bačvi zbog više temperature produkata izgaranja.

2.2.4. Čvrsto raketno gorivo

Mješoviti baruti na bazi sintetskih polimera (kruta raketna goriva) sadrže približno 50-60% oksidansa, obično amonijevog perklorata, 10-20% plastificiranog polimernog veziva, 10-20% finog aluminijskog praha i razne aditive. Ovaj smjer proizvodnje praha prvi put se pojavio u Njemačkoj 30-40-ih godina XX. stoljeća; nakon završetka rata počeo je aktivan razvoj takvih goriva u SAD-u, a početkom 50-ih u SSSR-u. Glavne prednosti u odnosu na balističke barute koje su im privukle veliku pozornost su: veći specifični potisak raketnih motora koji koriste takvo gorivo, mogućnost stvaranja naboja bilo kojeg oblika i veličine, visoka deformacija i mehanička svojstva sastava, te mogućnost reguliraju brzinu gorenja u širokom rasponu. Ove prednosti omogućile su stvaranje strateških projektila s dometom većim od 10 000 km; koristeći balistički barut, S.P. Korolev je zajedno s proizvođačima baruta uspio stvoriti projektil s maksimalnim dometom od 2000 km. Ali miješana kruta goriva imaju značajne nedostatke u usporedbi s nitroceluloznim prahom: vrlo visoki troškovi njihove proizvodnje, trajanje proizvodnog ciklusa punjenja (do nekoliko mjeseci), složenost odlaganja i ispuštanje amonijevog perklorata u atmosferu klorovodika kiseline tijekom izgaranja.

3. Izgaranje baruta i njegova regulacija

Izgaranje u paralelnim slojevima, koje ne prelazi u eksploziju, nastaje prijenosom topline sa sloja na sloj i postiže se izradom prilično monolitnih praškastih elemenata, bez pukotina. Brzina gorenja baruta ovisi o tlaku prema zakonu potencije, rastući s povećanjem tlaka, tako da se ne treba fokusirati na brzinu gorenja baruta pri atmosferskom tlaku pri procjeni njegovih karakteristika. Regulacija brzine gorenja baruta vrlo je složen zadatak i rješava se korištenjem različitih katalizatora izgaranja u sastavu baruta. Izgaranje u paralelnim slojevima omogućuje vam reguliranje brzine stvaranja plina. Stvaranje plina kod baruta ovisi o veličini površine punjenja i brzini njegovog gorenja.

Površina elemenata praha određena je njihovim oblikom, geometrijskim dimenzijama i može se povećati ili smanjiti tijekom procesa izgaranja. Takvo se izgaranje prema tome naziva progresivan ili degresivan. Da bi se postigla stalna brzina stvaranja plina ili njegova promjena prema određenom zakonu, pojedini dijelovi punjenja (na primjer, raketni naboji) prekriveni su slojem nezapaljivih materijala ( rezervacija). Brzina gorenja baruta ovisi o njegovom sastavu, početnoj temperaturi i tlaku.

4. Karakteristike baruta

Glavne karakteristike baruta su: toplina izgaranja Q - količina topline koja se oslobađa pri potpunom izgaranju 1 kilograma baruta; volumen plinovitih produkata V koji se oslobađaju pri izgaranju 1 kilograma baruta (određuje se nakon dovođenja plinova u normalne uvjete); temperatura plina T, određena tijekom izgaranja baruta u uvjetima konstantnog volumena i odsutnosti toplinskih gubitaka; gustoća praha ρ; sila baruta f je rad koji bi mogao izvršiti 1 kilogram barutnih plinova, šireći se pri zagrijavanju za T stupnjeva pri normalnom atmosferskom tlaku.

Karakteristike glavnih vrsta baruta

Književnost

Mao Tso-ben Izumljen je u Kini / Prijevod s kineskog i bilješke A. Klyshko. - M.: Mlada garda, 1959. - P. 35-45. - 160 s. - 25.000 primjeraka.
Sovjetska vojna enciklopedija, M., 1978.

preuzimanje datoteka
Ovaj se sažetak temelji na članku s ruske Wikipedije. Sinkronizacija završena 07/10/11 05:15:53
Kategorije: , Izrada praha , Povijest tehnologije , Komponente uloška.
Tekst je dostupan pod licencom Creative Commons Attribution-ShareAlike.

Piroksilinski barut omogućio je uspješno rješavanje problema gađanja iz svih topničkih sustava, sve do kraja Prvog svjetskog rata. Daljnji razvoj domaćeg topništva hitno je zahtijevao razvoj i upotrebu baljetitnog baruta.

Glavne komponente balističkih baruta su nitrati celuloze s niskim sadržajem dušika (koloksilini), nisko hlapljivo otapalo - plastifikator, stabilizator kemijske otpornosti i razni aditivi. U SAD-u se u balističkim barutima koriste pirokspleini koji sadrže 13,15% i 13,25% dušika.

Nitroglicerin i nitrodiglikol su najčešće korištena otapala u proizvodnji balističkih baruta.

Nitroglicerin je proizvod prerade glicerina mješavinom dušične i sumporne kiseline i snažan je eksploziv vrlo osjetljiv na vanjske utjecaje. Nitroglicerin je u normalnim uvjetima tekućina i služi kao dobar plastifikator za celulozne nitrate s niskim sadržajem dušika. Tijekom procesa proizvodnje baruta, nitroglicerin se ne uklanja iz barutne mase i jedan je od glavnih sastojaka gotovog baruta, koji uvelike određuje njegova fizikalno-kemijska i balistička svojstva.

Nitrodiglikol je proizvod obrade dietilen glikola mješavinom dušične i sumporne kiseline. Dietilen glikol se sintetski dobiva iz etilena. Poput nitroglicerina, nitrodiglikol je tekućina s dobrim svojstvima plastificiranja.

Tijekom Drugog svjetskog rata Njemačka je počela koristiti barut na bazi nitrodiglikola koji je sadržavao do 30% nitrogvanidina, bijele kristalne tvari eksplozivnih svojstava. Takvi se baruti nazivaju gvanidin ili gudol.

U SAD-u se koriste baruti koji sadrže nitrogvanidin i nazivaju se trobazni baruti, za razliku od piroksilinskih baruta koji se nazivaju jednobazni i nitroglicerina koji se nazivaju dvobazni. Centraliti, bijele kristalne tvari, najviše se koriste kao stabilizatori za kemijsku otpornost balističkih baruta. Gotovi barut sadrži od 1 do 5% centralita. Sadržaj vlage u balističkim prahovima obično nije veći od 1%.

Ovisno o namjeni prašaka, u njihov sastav se unose različiti aditivi. Da bi se smanjila temperatura izgaranja kako bi se smanjio intenzivan učinak baruta, u njegov sastav se uvode takozvani aditivi za hlađenje, za koje se koriste dinitrotoluen, dibutil ftalat i neke druge tvari. Dinitrotoluen i dibutil ftalat su također dodatni plastifikatori za koloksilin. Njihov sadržaj u gotovom barutu može biti od 4 do 11%.

U sastav baruta može se unijeti tzv. tehnološki dodatak koji olakšava proces proizvodnje barutne mase. Široka primjena Vazelin je dobiven kao tehnološki dodatak, njegov sadržaj u barutu je do 2%.

Kako bi se uklonili fenomeni povremenog i nestabilnog izgaranja u mlaznim motorima, u sastav praha uvode se katalitički i stabilizirajući aditivi. Njihov sadržaj u barutu je mali: od 0,2 do 2-3%. Spojevi olova koriste se kao katalizatori izgaranja, a kreda, magnezijev oksid i druge vatrostalne tvari koriste se kao stabilizirajući dodaci.

Sastav nekih domaćih i stranih balističkih prahova dat je u tablici. 10.

Stol10

Naziv komponenti praha
	barut		malter u prahu	mlazni prahovi
	nitroglicerin	nitro-diglnko-lijevo	malter u prahu
Koloksilin
Nitroglicerin
nitrodiglikol
Centralite
Dinitrotoluen
Dibutil ftalat
Vazelin
Voda, (preko100 % )
Grafit
Magnezijev oksid
Ostale tvari

Balistički baruti koriste se za gađanje topova, minobacača i raketnih bacača.

Barut izrađuju se uglavnom u obliku cijevi 1 (slika 12) različitih duljina i s različitim debljinama gorućeg luka.

Malterni prahovi pripremljen u obliku pločica, 2 trake, 3 spirale i prstenova.

Riža. 12. Oblik balističkih prahova:

1-cijev (cijevni barut); g-traka (na bazi trake)

roh); 3- prsten; 4 - ceker

Raketna goriva Izrađuju se u obliku debelolučnih jednokanalnih blokova od 4 cilindrična i složenijih geometrijskih oblika.

Suvremena tehnologija omogućuje proizvodnju bombi s prahom debljine goruće krune do 300 mm ili više.

Proces proizvodnje balističkih prahova odvija se na sljedeći način.

Praškaste komponente se miješaju Topla voda. Ovim miješanjem koloksilin bubri u otapalima.

Nakon prethodnog uklanjanja vlage, masa se više puta prolazi kroz vruće valjke. Valjci dodatno uklanjaju vlagu, zbijaju i plastificiraju praškastu masu. Od praškaste mase dobivaju se praškasti elementi potrebnog oblika i veličine.

Za dobivanje cijevi, praškasta mreža nakon valjaka umotava se u valjke i preša kroz odgovarajuće kalupe. Cijevi su izrezane u praškaste elemente određene duljine. Za dobivanje lamelastog, trakastog i prstenastog praha, praškasta masa se propušta kroz valjke s precizno kontroliranim razmakom. Dobiveno platno reže se na ploče ili se iz njega izrezuju vrpce zadanih veličina ili prstenovi.

Tehnološki proces proizvodnje balističkih baruta je manje dugotrajan i ekonomičniji od piroksilinskih baruta, omogućuje široku primjenu automatizacije, ali je eksplozivniji.

Ovisno o namjeni, kemijskom sastavu, obliku i veličini barutnih elemenata, razlikuju se baruti balističkog tipa. Simboli marki baruta vrlo su raznoliki. Mlazno pogonsko gorivo ima oznake koje označavaju samo namjenu pogonskog goriva i njegov približan sastav. Oznaka mlaznih prahova ne sadrži nikakvu naznaku oblika i veličine elemenata. Na primjer, H, HM 2 označava mlazni barut, u kojem se nitroglicerin koristi kao plastifikator; drugi barut sadrži dodatak magnezijevog oksida (2%).

Balistički baruti za puške označavaju se na sljedeći način: nakon slova koja označavaju približni sastav baruta, kroz crticu se stavlja broj koji označava kalorijsku skupinu baruta, a zatim se razlomkom označava veličina cijevi, slično piroksilinu. barutane. Za razliku od piroksilinskih prahova, pri označavanju cjevastih balističkih prahova, slova TP nisu pričvršćena, jer se balistički prahovi ne proizvode u obliku cilindričnih zrna. Na primjer, kvaliteta NDT-3 18/1 znači da nitroglicerinski barut koji kao rashladni dodatak sadrži dinitrotoluen, koji po kalorijskom sadržaju spada u treću skupinu, ima oblik jednokanalne cijevi s debljinom gorućeg luka 1,8 mm. Pahuljice se označavaju slovima i brojevima: NBPl 12-10 - nitroglicerinska balistička žbuka ljuskica debljine krune od 0,12 mm i širine ploče od 1 mm.

Trakasti barut označava se slovom L i brojem koji odgovara debljini gorućeg luka u stotinkama milimetra, na primjer NBL-33. Prstenovi u prahu označeni su slovom K iza kojeg slijedi razlomački broj: brojnik je unutarnji promjer prstena u milimetrima, nazivnik je vanjski promjer. Iza razlomka kroz crticu je broj koji označava debljinu gorućeg svoda u stotinkama milimetra, npr. NBK 32/64-14.

Balistički baruti odlikuju se raznolikošću kemijskog sastava i geometrijskih oblika, pa se stoga razlikuju po fizikalno-kemijskim i balističkim svojstvima.

Balistički baruti manje su higroskopni od piroksilinskih baruta.

Pozitivno svojstvo balističkih prahova, koje se naširoko koristi u praksi, je sposobnost značajne promjene njihovih energetskih karakteristika promjenom sadržaja nisko hlapljivog eksplozivnog otapala u prilično širokom rasponu i uvođenjem različitih aditiva u njihov sastav. To nam omogućuje značajno proširenje opsega praktične primjene ove skupine nitroceluloznih prahova. Toplina izgaranja balističkih baruta, ovisno o njihovom sastavu, može varirati od 650 do 1500 kcal/kg. Prema toplini izgaranja balistički baruti se dijele na visokokalorične (1000-1500 kcal/kg), srednjekalorične (800-1000 kcal/kg) i niskokalorične (650-800 kcal/kg). Niskokalorični prašci često se nazivaju hladnim ili niskoerozijskim.

Za balističke barute, brzina gorenja, snaga baruta i druge karakteristike mogu varirati u širokom rasponu.

58 > .. >> Dalje
Osnova nitroceluloznih prahova je nitroceluloza, plastificirana jednim ili drugim otapalom (plastifikator). Ovisno o hlapljivosti otapala, nitrocelulozni prah se dijeli na sljedeće vrste.
1. Nitrocelulozni baruti pripremljeni korištenjem hlapljivog otapala, koje se gotovo potpuno uklanja iz baruta tijekom procesa proizvodnje. Za ove barute koje su čuvali
naziv piroksilina; pripremaju se korištenjem nitroceluloze s udjelom dušika, obično većim od 12%, zvanom piroksilin.
2. Nitrocelulozni baruti, napravljeni od vrlo hlapljivog ili nehlapljivog otapala (plastifikatora) koji u potpunosti ostaje u barutu; još karakteristična značajka Ovi prahovi su napravljeni na bazi nitroceluloze koja sadrži, u pravilu, manje od 12% dušika, nazvanog koloksilin. Ovi baruti se nazivaju balistiti.
Prije Drugog svjetskog rata nitroglicerin se koristio kao plastifikator. Od Drugog svjetskog rata etrodiglikol se koristi i kao plastifikator. Imena balistita određena su tehničkim nazivom nitratnog plastifikatora: nitroglicerin, nitrodiglikol. Nitrodiglikolni balistiti su po sastavu i mnogim svojstvima slični nitroglicerinskim balistitima.
3. Nitrocelulozni prahovi proizvedeni u miješanom otapalu (plastifikatoru), zvani korditi.
Korditi se pripremaju ili na bazi piroksilina sa visok sadržaj dušik, ili sa visok sadržaj koloksilin. U oba slučaja nitroglicerin ili nitroglicerin sadržan u korditu ne osigurava potpunu plastifikaciju nitroceluloze. Za dovršetak plastificiranja koristi se dodatno hlapljivo otapalo (plastifikator) koje se uklanja, ali ne u potpunosti, iz baruta u kasne faze proizvodnja..Kao hlapljivo otapalo za piroksilin s visokim udjelom dušika koristi se aceton, a za koloksilin smjesa alkohol-eter.
§ 3. KOMPONENTE NITROCELULOZNIH PRAŠKA
Nitrocelulozni prahovi su dobili ime po svojoj glavnoj komponenti - nitrocelulozi. Nitroceluloza, odgovarajuće plastificirana i zbijena, odgovorna je za osnovna svojstva karakteristična za nitrocelulozne prahove.
Da biste pretvorili nitrocelulozu u barut, prvo vam je potrebno otapalo (plastifikator).
Da bi se barutu dala niz posebnih svojstava, koriste se aditivi: stabilizatori, flegmatizatori i drugi.
1. Nitroceluloza. Za proizvodnju nitroceluloze koristi se celuloza koja se nalazi u pamuku, drvu, lanu, konoplji, slami itd. u količinama od 92-93% (pamuk) do 50-60% (drvo). Za proizvodnju visokokvalitetne nitroceluloze koristi se čista celuloza dobivena iz navedenih biljnih sirovina posebnom kemijskom obradom.
M8
Molekula celuloze se sastoji od veliki broj identično građeni i međusobno povezani ostaci glukoze CeHjoOs:
Stoga opća formula celuloze ima oblik (CoH06)n, gdje je n broj ostataka glukoze. Celuloza se sastoji od identičnih molekula određene duljine, ali od mješavine molekula s različite brojeve glukoznih ostataka, koji se prema različitim istraživačima kreće od nekoliko stotina do nekoliko tisuća.
Svaki glukozni ostatak ima tri hidroksilne OH skupine. Upravo te hidroksilne skupine reagiraju s dušičnom kiselinom prema shemi
. „ + + re(mH20),
gdje je = 1; 2 ili 3.
U reakciji koja se naziva esterifikacija, OH skupine se zamjenjuju ON02 skupinama, koje se nazivaju nitratne skupine. Ovisno o uvjetima, nitratne skupine mogu zamijeniti ne sve hidroksilne skupine, već samo dio njih. Zbog toga se ne dobiva jedna, nego nekoliko nitroceluloza različitim stupnjevima esterifikacija.
Nitracija celuloze ne provodi se čistom dušičnom kiselinom, već njezinom mješavinom sa sumpornom kiselinom. Interakcija celuloze s dušičnom kiselinom popraćena je oslobađanjem vode. Voda razrjeđuje dušična kiselina, što slabi njegov nitrirajući učinak. Sumporna kiselina veže oslobođenu vodu, koja više ne može spriječiti esterizaciju.
Što je smjesa kiselina jača, tj. što sadrži manje vode, to je veći stupanj esterifikacije celuloze. Odgovarajućim odabirom sastava kiselinske smjese može se dobiti nitroceluloza zadanog stupnja esterifikacije.
Vrste celuloznih nitrata. Struktura celuloze ne može se nikako izraziti određena formula zbog činjenice da je heterogena u veličini molekula. To se u još većoj mjeri odnosi na nitrate celuloze, koji se također sastoje od molekula koje su heterogene u stupnju esterifikacije.
149
Stoga se nitroceluloza karakterizira sadržajem dušika, određenim kemijskom analizom, ili stupnjem esterifikacije (broj nitratnih skupina po prosječnom ostatku glukoze).
U praksi se razlikuju sljedeće vrste nitroceluloze koje se koriste u proizvodnji baruta.
a) Koloksilin. Sadržaj dušika 11,5-12,0%. Potpuno topljiv u smjesama alkohola i etera.
b) Piroksilin br. 2. Sadržaj dušika 12,05-12,4%. Otapa se u mješavini alkohola i etera najmanje 90%.

Slični članci: