Chimie pirotehnică: Praf de pușcă și explozivi - Gorst A.G. Pulberi de nitroceluloză

Praful de pușcă este o substanță explozivă propulsor, formată din mai multe componente, capabilă să ardă fără acces la oxigen din exterior, eliberând o cantitate mare de energie termică și substanțe gazoase, folosită pentru aruncarea proiectilelor, propulsarea rachetelor și în alte scopuri.

Invenția prafului de pușcă

Conform opiniei moderne general acceptate, praful de pușcă a fost inventat în Evul Mediu în China, ca urmare a experimentelor alchimiștilor chinezi care căutau elixirul nemuririi și s-au împiedicat accidental de praf de pușcă.

Invenția prafului de pușcă a dus la introducerea artificiilor în China și la utilizarea prafului de pușcă în scopuri militare, sub formă de aruncătoare de flăcări, rachete, bombe, grenade primitive și mine.

Multă vreme, chinezii au folosit praful de pușcă pentru a face proiectile incendiare, pe care le-au numit „huo pao”, care înseamnă „minge de foc” în chineză. O mașină specială de aruncat a aruncat acest proiectil aprins, care a explodat în aer, împrăștiind particule arse în jurul său, dând totul pe foc.

Puțin mai târziu, secretul fabricării prafului de pușcă a venit din China, prin India, la arabi, care au îmbunătățit tehnologia de fabricare a acesteia, iar mamelucii din Egipt au început să folosească praf de pușcă în tunurile lor în mod continuu.

Apariția prafului de pușcă în Europa

Prima apariție a prafului de pușcă în Europa este asociată cu numele bizantinului Marcu Grecul, care a descris compoziția prafului de pușcă în manuscrisul său; acest lucru s-a întâmplat în jurul anului 1220. Omul de știință englez Roger Bacon a fost primul care a menționat praful de pușcă în Europa în tratatul său științific din 1242.

Invenția secundară a prafului de pușcă în Europa este asociată cu numele călugărului alchimist Berthold Schwartz, care, în timpul experimentelor sale, a obținut accidental un amestec de salpetru, cărbune și sulf, a început să-l măcine în mortarul său, amestecul aprins dintr-un scânteie care a căzut accidental pe ea. Berthold Schwartz a fost creditat cu ideea creării primei arme de artilerie. Deși poate aceasta este doar o legendă.

În 1346, la bătălia de la Crecy, britanicii au folosit tunuri din bronz turnat trăgând salve împotriva francezilor. În tun a fost pusă o încărcătură de praf de pușcă, fuzibilul a fost scos și un miez a fost pus în tun, care era o piatră obișnuită sau putea fi făcută din plumb sau fier. Siguranța a fost aprinsă, praful de pușcă din interiorul pistolului sa aprins, iar gazele de pulbere au aruncat miezul afară. Apariția și utilizarea în luptă a prafului de pușcă în Europa a schimbat radical natura războiului.

În 1884, a fost inventată prima praf de pușcă fără fum, a fost praf de pușcă de piroxilină, a fost obținută pentru prima dată de omul de știință francez P. Viel. Patru ani mai târziu, în 1888, Alfred Nobel a inventat praful de pușcă balistic în Suedia; praful de pușcă cordit a fost produs pentru prima dată în Marea Britanie de Frederick Abel și James Dewar în 1889.

Oamenii de știință ruși au contribuit, de asemenea, la dezvoltarea noului praf de pușcă; celebrul chimist rus Dmitri Ivanovici Mendeleev a creat praful de pușcă pirocolodion în 1887-1891.

Dezvoltarea prafului de pușcă este încă în desfășurare, se creează noi rețete pentru prepararea prafului de pușcă și se lucrează la îmbunătățirea caracteristicilor de bază ale acestora.

Praf de pușcă în Rusia

Praful de pușcă a apărut pentru prima dată în Rusia în 1389. În secolul al XV-lea, în Rusia au apărut primele fabrici de praf de pușcă.

O mare dezvoltare a afacerii cu praf de pușcă a avut loc în timpul domniei lui Petru I, care a acordat o mare atenție dezvoltării afacerilor militare și dezvoltării industriei; sub el, au fost construite trei mari fabrici de praf de pușcă la Sankt Petersburg, Sestroretsk și Okhta.

Oamenii de știință ruși Mihail Yuryevich Lomonosov și Dmitri Ivanovici Mendeleev și-au condus experimentele privind studiul și crearea de noi praf de pușcă.

Tipuri de praf de pușcă

Toate praful de pușcă sunt împărțite în două grupuri mari:

• pulberi amestecate, acestea includ fumuriu, sau pudra neagra, pulbere de aluminiu
• nitroceluloza ( pulbere fără fum), Acestea includ pulbere de piroxilină, pulbere balistică, pulbere de cordită

Pudra neagra

Întreaga istorie a prafului de pușcă a început cu crearea prafului de pușcă negru; toate celelalte praf de pușcă au fost create mult mai târziu.

Pulberea neagră este un amestec de particule zdrobite de cărbune, sulf și salpetru, amestecate în anumite proporții. Fiecare dintre componentele pulberii negre își îndeplinește propria funcție. Când este încălzit la o temperatură de 250 de grade, sulful se aprinde mai întâi, ceea ce aprinde salitrul. La o temperatură de aproximativ 300 de grade, salitrul începe să elibereze oxigen, datorită căruia are loc procesul de ardere. Cărbunele din praful de pușcă este un combustibil, a cărui combustie produce o cantitate mare de gaze care creează presiunea enormă necesară unei împușcături.

Pulberea neagră are o structură granulară, iar mărimea boabelor are o mare influență asupra proprietăților prafului de pușcă, asupra vitezei de ardere a acestuia și asupra presiunii pe care o creează.

Când se produce pulbere neagră, aceasta trece prin cinci etape:

• Măcinarea componentelor (salpetru, cărbune și sulf) în pulbere
• Amestecarea
• Apăsând în discuri
• Zdrobire în granule
• Lustruire

Calitatea pulberii negre și eficiența arderii acesteia depind de:

• fineţea componentelor de măcinare
• completitudinea amestecării
• forma și dimensiunea boabelor

În funcție de dimensiunea granulelor de pulbere neagră, aceasta este:

• mare (0,8 – 1,25 mm);
• mediu (0,6 – 0,75 mm);
• mic (0,4 – 0,6 mm);
• foarte mic (0,25 – 0,4 mm).

Pulberea neagră este folosită nu numai pentru vânătoare, ci și în alte scopuri:

• cu fir (pentru fire de foc)
• pușcă (folosită ca aprindere pentru încărcările cu pulbere fără fum)
• pulbere neagră grosieră (pentru aprinderi)
• pulbere neagră cu ardere lentă (pentru intensificatoare și moderatoare în tuburi și fuze)
• al meu (pentru sablare)
• vânătoare
• sport

În urma unor experimente îndelungate, a fost dezvoltată compoziția optimă de pulbere neagră pentru vânătoare:

• 76% azotat de potasiu
• 15% cărbune
• 9% sulf

Este important ca un vânător să determine corect calitatea și starea pulberii negre pe care o folosește pentru a încărca cartușe.

• Culoarea pudrei negre trebuie să fie neagră sau ușor maro, fără nuanțe străine
• Boabele de pulbere neagră nu trebuie să aibă o tentă albicioasă
• Când zdrobiți un grăunte de pulbere neagră între degete, acesta nu trebuie să se sfărâme, ci să se spargă în particule separate
• Când este turnată, pulberea neagră nu trebuie să formeze cocoloașe sau să lase praf.

Dacă pulberea neagră nu îndeplinește aceste caracteristici, utilizarea ei la încărcarea cartușelor poate fi periculoasă pentru vânătorul însuși; o astfel de pulbere poate provoca ruperea țevii pistolului.

Avantajele pudrei negre

Dezavantajele pudrei negre

• Pulberea neagră este foarte higroscopică; cu un conținut de umiditate de peste 2%, se aprinde foarte slab. Prin urmare, este extrem de important să-l depozitați în condiții potrivite.
• Coroziune ridicată a butoaielor; atunci când pulberea neagră arde, se formează acizi sulfuric și sulfuros, care provoacă coroziune severă a butoaielor.
• Fum gros atunci când este tras, ceea ce face deseori dificil să tragi un al doilea foc.
• Pulberea neagră nu poate fi folosită în armele semiautomate.
• Periculos de manevrat. Pulberea neagră are temperatura scazuta aprinderea, se aprinde ușor, poate fi periculoasă, mai ales la arderea unei mase mari, deoarece are loc o explozie puternică.
• Este de aproximativ trei ori mai scăzută ca putere decât pulberea fără fum, oferă o viteză scăzută de zbor, cu recul destul de puternic și o lovitură puternică.

Pulbere de aluminiu

Praful de pușcă de aluminiu nu este folosit pentru vânătoare sau împușcături, ci este folosit în pirotehnică. Constă din trei componente: nitrat, aluminiu și sulf. Pulberea de aluminiu are o temperatură ridicată și o rată de ardere și emite o cantitate mare de lumină. Este folosit în compoziții explozive și compoziții care produc un flash. Pulberea de aluminiu practic nu se teme de umiditate și nu formează cocoloașe.

Pulbere fără fum

Pulberea fără fum a fost inventată mult mai târziu decât pulberea neagră. În prezent, a înlocuit aproape complet praful negru de la vânătoare.

Praful de pușcă fără fum este foarte diferit de praful de pușcă fumuriu în compoziție, proprietăți și caracteristici de bază; are propriile avantaje și dezavantaje.

După compoziția lor, pulberile fără fum sunt:

• monobazic (componenta principala nitroceluloza)
• dibazic (componentele principale: nitroceluloza si nitroglicerina)
• tribazic (componentele principale: nitroceluloza, nitroglicerina si nitroguanidina)

Pe lângă componentele principale, pulberile fără fum includ stabilizatori, modificatori balistici, dedurizatori, lianți, reductoare de cupru, opritoare de flacără, aditivi care reduc uzura butoiului, catalizatori de ardere și grafit. Acești aditivi sunt cei care creează calitatea dorită a prafului de pușcă.

Nitroceluloza se descompune în timp, mai ales în timpul depozitării cantitate mare praf de pușcă sau depozitarea prafului de pușcă la temperaturi peste 25 de grade, descompunerea generează căldură, care poate duce la arderea spontană a prafului de pușcă. Pulberile de nitroceluloză cu o singură bază sunt deosebit de susceptibile la descompunere. Pentru a preveni acest fenomen, la praful de pușcă se adaugă stabilizatori, dintre care principalul este difenilamina. Se adaugă stabilizatori în cantități mici, aproximativ 0,5-2% din masa totală a prafului de pușcă, dar cantități mari pot înrăutăți performanțele balistice ale prafului de pușcă.

Se adaugă agenți de stingere a flăcării pentru a reduce blițul de la o împușcătură, care demască trăgătorul și îl orbește atunci când este tras.

Se adaugă catalizatori pentru a crește viteza de ardere a prafului de pușcă.

La pulberea fără fum se adaugă grafit pentru a preveni lipirea granulelor de pulbere și pentru a preveni arderea spontană a pulberii din cauza descărcărilor de electricitate statică.

Pulberile fără fum cu bază unică și dublă reprezintă acum cea mai mare parte a prafului de pușcă folosit pentru vânătoare. Sunt atât de comune încât atunci când spun „praf de pușcă” înseamnă praf fără fum.

Proprietățile pulberii fără fum depind foarte mult de dimensiunea și forma granulelor sale. Suprafața granulelor afectează schimbarea formei lor și viteza de ardere a prafului de pușcă. Schimbând forma granulelor, puteți modifica presiunea și viteza de ardere a prafului de pușcă.

Pulberile cu ardere rapidă produc o presiune mai mare și, în consecință, dau viteză mai mare glonțului sau împușcăturii, dar în același timp produc o temperatură mai ridicată, ceea ce crește uzura țevii pistolului.

Culoarea pudrei fără fum poate fi de la galben la negru, toate nuanțele posibile.

Avantajele pudrei fără fum

• Are higroscopicitate scăzută, nu absoarbe umezeala din aer și nu își schimbă proprietățile; dacă pulberea fără fum este umedă, poate fi uscată, după uscare își va reda complet proprietățile.
• Mai puternic decât pulberea neagră
• Produce mai puțini produse de combustie, provoacă mai puțină înfundare a țevii și poate fi folosit în arme semi-automate.
• Produce mai puțin fum și un sunet de împușcare mai silentios

Dezavantajele pudrei fără fum

• Datorită mai mult temperatura ridicata arderea, provoacă o uzură mai mare a țevii pistolului
• Necesită conditiile potrivite depozitare, dacă aceste condiții nu sunt îndeplinite, își schimbă proprietățile
• Mai mult Pe termen scurt depozitare decât pulberea neagră
• Mai puțin rezistent la fluctuațiile de temperatură decât pulberea neagră

Cum să alegi praful de pușcă

Când comparăm pulberile negre cu cele fără fum, alegerea cade pe pulbere fără fum. Praful de pușcă fără fum este semnificativ superioară prafului de pușcă fumuriu în toate calitățile și caracteristicile sale.

Praful de pușcă este un element integral care este folosit pentru a încărca cartușe. Fără invenția acestei substanțe, omenirea nu ar fi știut niciodată despre armele de foc.

Dar puțini oameni sunt familiarizați cu istoria prafului de pușcă. Și se dovedește că a fost inventat complet din întâmplare. Da si apoi pentru o lungă perioadă de timp folosit doar pentru lansarea artificiilor.

Apariția prafului de pușcă

Această substanță a fost inventată în China. Data exacta Nimeni nu știe despre aspectul pudrei negre, care se mai numește și negru. Totuși, acest lucru s-a întâmplat în jurul secolului al VIII-lea. î.Hr. În acele zile, împărații Chinei erau foarte îngrijorați propria sănătate. Au vrut să trăiască mult și chiar au visat la nemurire. Pentru a realiza acest lucru, împărații au încurajat munca alchimiștilor chinezi care au încercat să descopere elixir magic. Desigur, știm cu toții că omenirea nu a primit niciodată lichidul miraculos. Cu toate acestea, chinezii, arătându-și persistența, au efectuat multe experimente, amestecând o varietate de substanțe. Nu și-au pierdut speranța de a îndeplini ordinul imperial. Dar uneori testele s-au încheiat cu incidente neplăcute. Una dintre ele a avut loc după ce alchimiștii au amestecat salitrul, cărbunele și alte componente. Necunoscut istoriei La testarea unei substanțe noi, un cercetător a primit flăcări și fum. Formula inventată a fost chiar consemnată în cronica chineză.

Pentru o perioadă lungă de timp, pulberea neagră a fost folosită doar pentru artificii. Cu toate acestea, chinezii au mers mai departe. Au stabilizat formula acestei substanțe și au învățat să o folosească pentru explozii.

În secolul al XI-lea A fost inventată prima armă cu praf de pușcă din istorie. Acestea erau rachete de luptă în care praful de pușcă s-a aprins mai întâi și apoi a explodat. Aceste arme cu praf de pușcă au fost folosite în timpul asediilor zidurilor cetății. Cu toate acestea, în acele zile avea mai mult un efect psihologic asupra inamicului decât un efect dăunător. Cea mai puternică armă cu care au inventat-o ​​exploratorii chinezi antici au fost bombele de mână de lut. Au explodat și au dus totul în jur cu fragmente de cioburi.

Cucerirea Europei

Din China, pulberea neagră a început să se răspândească în întreaga lume. A apărut în Europa în secolul al XI-lea. A fost adus aici de negustorii arabi care vindeau rachete pentru artificii. Mongolii au început să folosească această substanță în scopuri de luptă. Au folosit praful de pușcă neagră pentru a lua castelele inexpugnabile ale cavalerilor. Mongolii au folosit o tehnologie destul de simplă, dar în același timp eficientă. Au făcut un tunel sub pereți și au plantat acolo o mină de pulbere. Explozând, aceste arme militare au făcut cu ușurință o gaură chiar și în cele mai groase bariere.

În 1118 au apărut primele tunuri în Europa. Au fost folosite de arabi în timpul cuceririi Spaniei. În 1308, tunurile cu praf de pușcă au jucat un rol decisiv în capturarea cetății Gibraltar. Apoi au fost folosite de spanioli, care au adoptat aceste arme de la arabi. După aceasta, a început producția de pistoale cu praf de pușcă în toată Europa. Rusia nu a făcut excepție.

Obținerea piroxilinei

Pulbere neagră până la sfârșitul secolului al XIX-lea. au încărcat mortare și scârțâituri, silexuri și muschete, precum și alte arme militare. Dar, în același timp, oamenii de știință nu și-au oprit cercetările pentru a îmbunătăți această substanță. Un exemplu în acest sens sunt experimentele lui Lomonosov, care a stabilit un raport rațional al tuturor componentelor amestecului de pulbere. Istoria își amintește, de asemenea, încercarea nereușită de a înlocui rarul nitrat cu sare berthollet, care a fost întreprinsă de Claude Louis Bertholet. Această înlocuire a dus la numeroase explozii. Sarea Berthollet, sau cloratul de sodiu, s-a dovedit a fi un agent oxidant foarte activ.

O nouă piatră de hotar în istoria producției de praf de pușcă a început în 1832. Atunci chimistul francez A. Bracono a obținut pentru prima dată nitroceluloză sau priroxilină. Această substanță este un ester al acidului azotic și al celulozei. Ultima moleculă conține un număr mare de grupări hidroxil, care reacționează cu acidul azotic.

Proprietățile piroxilinei au fost studiate de mulți oameni de știință. Așadar, în 1848, inginerii ruși A.A. Fadeev și G.I. Hess a descoperit că această substanță era de câteva ori mai puternică decât pulberea neagră inventată de chinezi. Au existat chiar și încercări de a folosi piroxilina pentru împușcături. Cu toate acestea, s-au terminat cu eșec, deoarece celuloza poroasă și liberă avea o compoziție eterogenă și ardea într-un ritm inconsecvent. Încercările de comprimare a piroxilinei s-au încheiat, de asemenea, cu eșec. În timpul acestui proces, substanța a luat deseori foc.

Obținerea pulberii de piroxilină

Cine a inventat praful de pușcă fără fum? În 1884, chimistul francez J. Viel a creat o substanță monolitică pe bază de piroxilină. Aceasta este prima pulbere fără fum din istoria omenirii. Pentru a-l obține, cercetătorul a folosit capacitatea piroxilinei de a crește în volum în timp ce se afla într-un amestec de alcool și eter. Aceasta a produs o masă moale, care a fost apoi presată, făcută în plăci sau benzi și apoi uscată. Partea principală a solventului s-a evaporat. Un volum mic din acesta a fost păstrat în piroxilină. A continuat să funcționeze ca plastifiant.

Această masă este baza pulberii fără fum. Volumul său în acest exploziv este de aproximativ 80-95%. Spre deosebire de celuloza obținută anterior, pulberea de piroxilină și-a arătat capacitatea de a arde cu o viteză constantă strict în straturi. De aceea este încă folosit pentru arme de calibru mic.

Beneficiile noii substanțe

Pulberea albă a lui Viel a fost o adevărată descoperire revoluționară în domeniul armelor de foc. Și au existat mai multe motive care explică acest fapt:

1. Praful de pușcă nu producea practic fum, în timp ce explozivul folosit anterior a redus semnificativ câmpul vizual al luptătorului după doar câteva focuri trase. Doar rafale puternice de vânt puteau scăpa de norii de fum care apăreau la folosirea pulberii neagră. În plus, invenția revoluționară a făcut posibil să nu dezvăluie poziția luptătorului.

2. Praful de pușcă al lui Viel a permis glonțului să zboare cu o viteză mai mare. Din această cauză, traiectoria sa a fost mai dreaptă, ceea ce a crescut semnificativ precizia de tragere și raza de acțiune, care era de aproximativ 1000 m.

3. Datorită caracteristicilor de putere mai mari, pulberea fără fum a fost folosită în cantități mai mici. Muniția a devenit semnificativ mai ușoară, ceea ce a făcut posibilă creșterea cantității lor atunci când mutați o armată.

4. Echiparea cartuşelor cu piroxilină le-a permis să tragă chiar şi atunci când sunt umede. Muniția pe bază de pulbere neagră trebuia protejată de umiditate.

Praful de pușcă al lui Viel a fost testat cu succes în pușca Lebel, care a fost imediat adoptată de armata franceză. Alte țări europene s-au grăbit să aplice invenția. Primele dintre acestea au fost Germania și Austria. Noi arme au fost introduse în aceste state în 1888.

Pudră de nitroglicerină

În curând, cercetătorii au obținut o nouă substanță pentru armele militare. A devenit nitroglicerină pulbere fără fum. Un alt nume pentru aceasta este balistita. Baza unui astfel de praf de pușcă fără fum era și nitroceluloza. Cu toate acestea, cantitatea sa în exploziv a fost redusă la 56-57 la sută. Ca plastifiant în în acest caz, trinitroglicerină lichidă servită. O astfel de praf de pușcă s-a dovedit a fi foarte puternică și merită să spunem că încă își găsește utilizarea în forțele de rachete și artilerie.

Pulbere de pirocolodion

La sfârşitul secolului al XIX-lea. Mendeleev și-a propus rețeta pentru un exploziv fără fum. Un om de știință rus a găsit o modalitate de a obține nitroceluloză solubilă. El l-a numit pirocolodiu. Substanța rezultată eliberată suma maxima produse gazoase. Pulberea de pirocolodion a fost testată cu succes în tunuri de diferite calibre, care au fost efectuate la un loc de testare naval.

Cu toate acestea, aceasta nu este singura contribuție a lui Lomonosov la afacerile militare și la producția de praf de pușcă. A făcut îmbunătățiri importante în tehnologia de producere a explozivilor. Oamenii de știință a sugerat deshidratarea nitro-fibrelor nu prin uscare, ci prin utilizarea alcoolului. Acest lucru a făcut producția de praf de pușcă mai sigură. În plus, calitatea nitro-fibrei în sine a fost îmbunătățită, deoarece produsele mai puțin persistente au fost spălate din ea cu ajutorul alcoolului.

Utilizare modernă

În prezent, praful de pușcă, care se bazează pe nitroceluloză, este utilizat în armele moderne semi-automate și automate. Spre deosebire de pulberea neagră, practic nu lasă produse solide de combustie în țevile armelor. Acest lucru a făcut posibilă reîncărcarea automată a armelor atunci când se utilizează un număr mare de mecanisme și piese în mișcare.

Diferite soiuri de pulbere fără fum reprezintă partea principală a explozivilor propulsori utilizați la armele de calibru mic. Sunt atât de răspândite încât, de regulă, cuvântul „praf de pușcă” înseamnă fără fum. Substanța, inventată de alchimiștii chinezi antici, este folosită numai în pistoale cu flacără, lansatoare de grenade și unele cartușe destinate puștilor.

În ceea ce privește mediul de vânătoare, se obișnuiește să se folosească o varietate de piroxilină de praf de pușcă fără fum. Tipurile de nitroglicerină sunt folosite doar uneori, dar nu sunt deosebit de populare.

Compus

Din ce componente este compus un exploziv folosit la vânătoare? Compoziția pudrei fără fum nu are nimic de-a face cu aspectul său fumuriu. Constă în principal din piroxilină. Este 91-96 la sută în exploziv. În plus, pulberea de vânătoare conține de la 1,2 până la 5% din acestea substante volatile, cum ar fi apa, alcoolul și eterul. Pentru a crește stabilitatea în timpul depozitării, este inclus 1 până la 1,5% stabilizator de difenilamină. Flegmatizatorii încetinesc arderea straturilor exterioare de boabe de pulbere. Acestea variază de la 2 la 6 la sută în pulbere de vânătoare fără fum. O mică parte (0,2-0,3%) constă din aditivi ignifugă și grafit.

Formă

Piroxilina, utilizată pentru producerea de pulbere fără fum, este tratată cu un agent oxidant, a cărui bază este un amestec alcool-eter. Rezultatul final este o substanță omogenă asemănătoare jeleului. Amestecul rezultat este supus unei prelucrări mecanice. Rezultatul este o structură granulară a substanței, a cărei culoare variază de la galben-maro până la negru pur. Uneori, în cadrul aceluiași lot este posibilă o nuanță diferită de praf de pușcă. Pentru a-i da o culoare uniformă, amestecul este tratat cu grafit pudră. Acest proces face posibilă, de asemenea, nivelarea lipiciității boabelor.

Proprietăți

Pulberea fără fum se distinge prin capacitatea sa de a produce gaze uniforme și de a arde. Acest lucru, la rândul său, atunci când se schimbă dimensiunea fracției, permite controlul și reglarea proceselor de ardere.

Printre proprietățile atractive ale pulberii fără fum se numără următoarele:

Higroscopicitate scăzută și insolubilitate în apă;
- efect și puritate mai mare decât omologul său fumuriu;
- păstrarea proprietăților chiar și la umiditate ridicată;
- posibilitate de uscare;
- absența fumului după împușcare, care este tras cu un sunet relativ liniștit.

Cu toate acestea, merită să rețineți că pulberea albă:

Când este tras, emite monoxid de carbon, care este periculos pentru oameni;
- reactioneaza negativ la schimbarile de temperatura;
- promovează uzura mai rapidă a armelor datorită creării unor temperaturi ridicate în țevi;
- trebuie depozitat in ambalaje sigilate din cauza posibilitatii de intemperii;
- are un termen de valabilitate limitat;
- poate constitui pericol de incendiu la temperaturi ridicate;
- nu este folosit la armele al căror pașaport indică acest lucru.

Cel mai vechi praf de pușcă rusesc

Cartușele de vânătoare sunt echipate cu acest exploziv din 1937. Praful de pușcă Sokol are o putere destul de mare, care îndeplinește standardele mondiale dezvoltate. Trebuie remarcat faptul că compoziția acestei substanțe a fost schimbată în 1977. Acest lucru s-a făcut datorită stabilirii unor reglementări mai stricte pentru această specie elemente explozive.

Praful de pușcă „Falcon” este recomandat pentru utilizare de către vânătorii începători care preferă să încarce independent cartușele. La urma urmei, această substanță le poate ierta o greșeală cu greutatea. Praful de pușcă Sokol este folosit de mulți producători autohtoni de cartușe, cum ar fi Polyex, Fetter, Azot și alții.

Plan:

Introducere

• 1 Istoria prafului de pușcă
• 2 tipuri de praf de pușcă
  • 2.1 Pulberi amestecate
    • 2.1.1 Pulbere neagră
  • 2.2 Pulberi de nitroceluloză
    • 2.2.1 Piroxilină
    • 2.2.2 Balistic
    • 2.2.3 Cordite
    • 2.2.4 Combustibil solid pentru rachete
• 3 Arderea pulberilor și reglarea acesteia
• 4 Caracteristicile prafului de pușcă
Literatură

Introducere

Pulbere fără fum de nitroceluloză N110

Cartuș cu pulbere fără fum

Pudra- o substanta solida multicomponenta capabila de ardere regulata in straturi paralele fara acces la oxigen din exterior, degajand o mare cantitate de energie termica si produse gazoase folosite la aruncarea proiectilelor, propulsarea rachetelor si in alte scopuri. Praful de pușcă aparține clasei de explozibili propulsori.

1. Istoria prafului de pușcă

Primul reprezentant al explozivilor a fost pudra neagra- un amestec mecanic de azotat de potasiu, cărbune și sulf, de obicei într-un raport de 15:3:2. Există o părere puternică că astfel de compuși au apărut în vremuri străvechi și au fost utilizați în principal ca agenți incendiari și distructivi. Cu toate acestea, nu a fost găsită nicio dovadă documentară materială sau de încredere în acest sens. În natură, depozitele de nitrat sunt rare, iar azotatul de potasiu, necesar pentru fabricarea compozițiilor suficient de stabile, nu apare deloc.

În China, rețeta de praf de pușcă a apărut în 1044, dar praful de pușcă poate să fi existat mai devreme; Unii cred că inventatorul prafului de pușcă sau prevestitorul invenției a fost Wei Boyang în secolul al II-lea. Pentru presupusa invenție a prafului de pușcă de către chinezii medievali, vezi patru mari invenții.

Producerea azotatului de potasiu necesită metode tehnologice dezvoltate care au apărut abia odată cu dezvoltarea chimiei în secolele XV-XVI. Producția de materiale carbonice cu o suprafață specifică foarte dezvoltată, precum cărbunele, necesită și o tehnologie avansată, care a apărut abia odată cu dezvoltarea metalurgiei fierului. Cel mai probabil este utilizarea diferitelor amestecuri naturale care conțin nitrați cu substanțe organice, care au proprietăți inerente compozițiilor pirotehnice. Călugărul Berthold Schwartz este considerat a fi unul dintre inventatorii prafului de pușcă.

Proprietatea de propulsie a pulberii negre a fost descoperită mult mai târziu și a servit drept imbold pentru dezvoltarea armelor de foc. Este cunoscut în Europa (inclusiv în Rus') încă din secolul al XIII-lea; până la mijlocul secolului al XIX-lea a rămas singurul exploziv puternic și până la sfârșitul secolului al XIX-lea - un propulsor.

Odată cu inventarea pulberilor de nitroceluloză și apoi a explozivilor puternici individuali, pulberea neagră și-a pierdut în mare măsură importanța.

Praful de pușcă de piroxilină a fost produs pentru prima dată în Franța de P. Viel în 1884, praful de pușcă balistic în Suedia de Alfred Nobel în 1888 și praful de pușcă de cordită în Marea Britanie la sfârșitul secolului al XIX-lea. Cam în același timp (1887-1891) în Rusia, Dmitri Mendeleev a dezvoltat praful de pușcă de piro-colodion, iar un grup de ingineri de la Uzina de pulbere Okhtinsky a dezvoltat praful de pușcă de piroxilină.

În anii 30 ai secolului XX în URSS, au fost create pentru prima dată încărcături balistice de praf de pușcă pentru rachete, care au fost folosite cu succes de trupe în timpul Marelui Război Patriotic. Războiul Patriotic(sisteme de lansare de rachete multiple). Propelenții amestecați pentru motoarele de rachete au fost dezvoltați la sfârșitul anilor 1940.

Îmbunătățirea ulterioară a prafului de pușcă se realizează în direcția creării de noi formulări, a prafului de pușcă cu scop special și a îmbunătățirii caracteristicilor lor de bază.

2. Tipuri de praf de pușcă

Există două tipuri de praf de pușcă: mixtă (inclusiv fumurie) și nitroceluloză (fără fum). Praful de pușcă folosit în motoarele de rachetă se numește combustibil solid pentru rachete. Baza nitroceluloza Praful de pușcă este format din nitroceluloză și plastifiant. Pe lângă componentele principale, aceste pulberi conțin diverși aditivi.

Praful de pușcă este un exploziv propulsor. În condițiile adecvate de inițiere, praful de pușcă este capabil să detoneze într-un mod similar cu explozivii puternici, motiv pentru care pulberea neagră a fost folosită mult timp ca exploziv puternic. La depozitare pe termen lung mai mult decât perioada stabilită pentru o anumită praf de pușcă sau atunci când este depozitată în condiții necorespunzătoare, are loc descompunerea chimică a componentelor prafului de pușcă și o modificare a caracteristicilor sale de funcționare (modul de ardere, caracteristicile mecanice ale bombelor rachete etc.). Funcționarea și chiar depozitarea unor astfel de pulberi este extrem de periculoasă și poate duce la o explozie.

2.1. Pulberi amestecate

2.1.1. Pudra neagra

Cutie de praf și cupă pentru praf de pușcă din secolele XVIII-XIX.

Modern fumuriu Praful de pușcă se face sub formă de boabe de formă neregulată. Baza pentru producerea prafului de pușcă este un amestec de sulf, azotat de potasiu și cărbune. Multe țări au propriile proporții de amestecare a acestor componente, dar nu diferă prea mult; în Rusia este acceptat următoarea linie: 75% KNO 3 (nitrat de potasiu) 15% C ( cărbune) și 10% S (sulf). Rolul agentului oxidant în ele este jucat de azotat de potasiu (nitrat de potasiu), combustibilul principal este cărbunele. Sulful este o substanță de ciment care reduce higroscopicitatea prafului de pușcă și facilitează aprinderea acesteia. Eficiența de ardere a pulberii negre este în mare măsură legată de finețea măcinarii componentelor, de completitudinea amestecării și de forma boabelor finite.

Tipuri de pulberi negre (% compoziție KNO 3, S, C.):

• cu fir (pentru fire de foc)(77%, 12%, 11%);
• pușcă (pentru aprinderi pentru încărcături de pulberi de nitroceluloză și mixte combustibili solizi, precum și pentru expulzarea încărcăturilor în proiectile incendiare și de iluminat);
• granulație grosieră (pentru aprinderi);
• ardere lentă (pentru intensificatoare și moderatoare în tuburi și siguranțe);
• mina (pentru sablare) (75%, 10%, 15%);
• vânătoare (76%, 9%, 15%);
• sport.

Pulberea neagră este foarte inflamabilă sub influența flăcării și a scânteii (punct de aprindere 300 °C) și, prin urmare, este periculoasă de manipulat. Se păstrează într-un recipient închis ermetic separat de alte tipuri de praf de pușcă. Higroscopic, cu un conținut de umiditate de peste 2% nu se aprinde bine. Procesul de producere a pulberii negre presupune amestecarea componentelor fin măcinate și prelucrarea pulbei de pulbere rezultată pentru a obține boabe de dimensiuni specificate. Coroziunea butoaielor cu pulbere neagră este mult mai rea decât cu pulberile de nitroceluloză, deoarece produsul secundar al arderii este acizii sulfuric și sulfuros. Pulberea neagră este folosită în prezent în artificii. Până la sfârșitul secolului al XIX-lea, a fost folosit în arme de foc și muniție explozivă.

2.2. Pulberi de nitroceluloză

În funcție de compoziția și tipul de plastifiant (solvent), pulberile de nitroceluloză se împart în: piroxilină, balistită și cordită.

2.2.1. Piroxilină

Parte piroxilină praful de pușcă conține de obicei 91-96% piroxilină, 1,2-5% substanțe volatile (alcool, eter și apă), 1,0-1,5% stabilizator (difenilamină, centrolit) pentru a crește stabilitatea la depozitare, 2-6% flegmatizator pentru a încetini arderea exteriorului. straturi de boabe de pulbere și 0,2-0,3% grafit ca aditivi. Astfel de praf de pușcă sunt realizate sub formă de plăci, panglici, inele, tuburi și boabe cu unul sau mai multe canale; folosit la arme de calibru mic si artilerie. Principalele dezavantaje ale pulberilor de piroxilină sunt: ​​energia scăzută a produselor de combustie gazoasă (față de, de exemplu, pulberile balistice), dificultatea tehnologică de a obține încărcături de diametru mare pentru motoarele de rachetă. Timpul principal al ciclului tehnologic este petrecut pentru îndepărtarea solvenților volatili din semifabricatul sub formă de pulbere. În funcție de scop, pe lângă pulberile obișnuite de piroxilină, există pulberi speciale: ignifuge, higroscopice scăzute, cu gradient scăzut (cu o dependență scăzută a vitezei de ardere de temperatura încărcăturii); cu eroziune scăzută (cu impact redus de eroziune ridicată asupra găurii butoiului); flegmatizat (cu o rată redusă de ardere a straturilor de suprafață); poroase și altele. Procesul de producere a pulberilor de piroxilină presupune dizolvarea (plastificarea) piroxilinei, presarea masei de pulbere rezultată și tăierea pentru a da elementelor de pulbere o anumită formă și dimensiune, îndepărtarea solventului și constă dintr-o serie de operații secvențiale.

2.2.2. Balistic

Baza balistic Pulberile constau din nitroceluloză și un plastifiant nedemontabil, motiv pentru care sunt uneori numite dibazice. În funcție de plastifiantul utilizat, se numesc nitroglicerină, diglicol etc. Compoziția uzuală a pulberilor balistice: 40-60% coloxilină (nitroceluloză cu un conținut de azot mai mic de 12,2%) și 30-55% nitroglicerină (pulberi de nitroglicerină) sau dinitrat de dietilen glicol (praf de pușcă de diglicol) sau amestecuri ale acestora. În plus, aceste pulberi conțin compuși nitro aromatici (de exemplu dinitrotoluen) pentru reglarea temperaturii de ardere, stabilizatori (difenilamină, centralită), precum și Ulei de vaselină, camfor și alți aditivi. De asemenea, metalul fin dispersat (un aliaj de aluminiu și magneziu) poate fi adăugat la pulberile balistice pentru a crește temperatura și energia produselor de ardere; astfel de pulberi sunt numite metalizate. Praful de pușcă se face sub formă de tuburi, blocuri, plăci, inele și panglici. În funcție de aplicarea lor, pulberile balistice sunt împărțite în rachetă (pentru încărcături pentru motoarele de rachetă și generatoare de gaz), artilerie (pentru încărcături de propulsie pentru tunurile de artilerie) și mortar (pentru încărcături de propulsie pentru mortare). În comparație cu pulberile de piroxilină, praful de pușcă balistic se caracterizează prin higroscopicitate mai scăzută, producție mai rapidă, capacitatea de a produce încărcături mari (până la 0,8 metri în diametru), rezistență mecanică ridicată și flexibilitate datorită utilizării unui plastifiant. Dezavantajul pulberilor balistice în comparație cu pulberile de piroxilină este marele pericol în producție datorită prezenței în compoziția lor a unui exploziv puternic - nitroglicerina, care este foarte sensibil la influențele externe, precum și incapacitatea de a obține încărcături cu un diametru mai mare decât 0,8 m, spre deosebire de praful de pușcă mixt pe bază de polimeri sintetici. Procesul tehnologic de producere a pulberilor balistice presupune amestecarea componentelor în apă caldă pentru a le distribui uniform, stoarcerea apei și rularea repetată pe role fierbinți. Acest lucru elimină apa și plastifică nitratul de celuloză, care capătă aspectul unei foi ca un corn. Apoi, praful de pușcă este presat prin matrițe sau rulat în foi subțiri și tăiat.

2.2.3. Cordite

Cordite praful de pușcă conține piroxilină cu conținut ridicat de azot, un plastifiant detașabil (amestec alcool-eter, acetonă) și un plastifiant nedemontabil (nitroglicerină). Acest lucru aduce tehnologia de producție a acestor praf de pușcă mai aproape de producția de praf de pușcă de piroxilină. Avantaj cordite- putere mai mare, însă, provoacă arderea crescută a butoaielor datorită temperaturii mai ridicate a produselor de ardere.

2.2.4. Combustibil solid pentru rachete

Praful de pușcă mixt pe bază de polimeri sintetici (combustibili solizi pentru rachete) conțin aproximativ 50-60% oxidant, de obicei perclorat de amoniu, 10-20% liant polimeric plastificat, 10-20% pulbere fină de aluminiu și diverși aditivi. Această direcție de fabricare a pulberii a apărut pentru prima dată în Germania în anii 30-40 ai secolului XX; după sfârșitul războiului, dezvoltarea activă a unor astfel de combustibili a început în SUA și la începutul anilor 50 în URSS. Principalele avantaje față de pulberile balistice care au atras multă atenție asupra lor au fost: forța specifică mai mare a motoarelor de rachetă care utilizează un astfel de combustibil, capacitatea de a crea încărcături de orice formă și dimensiune, deformarea ridicată și proprietățile mecanice ale compozițiilor și capacitatea de a reglați viteza de ardere pe o gamă largă. Aceste avantaje au făcut posibilă crearea de rachete strategice cu o rază de acțiune de peste 10.000 km; folosind praful de pușcă balistic, S.P. Korolev, împreună cu producătorii de praf de pușcă, au reușit să creeze o rachetă cu o rază de acțiune maximă de 2.000 km. Dar combustibilii solizi amestecați au dezavantaje semnificative în comparație cu pulberile de nitroceluloză: costul foarte ridicat al producției lor, durata ciclului de producție a încărcăturii (până la câteva luni), complexitatea eliminării și eliberarea de perclorat de amoniu în atmosfera clorhidricului. acid în timpul arderii.

3. Arderea prafului de pușcă și reglarea acesteia

Arderea în straturi paralele, care nu se transformă într-o explozie, este cauzată de transferul de căldură de la strat la strat și se realizează prin fabricarea unor elemente de pulbere destul de monolitice, lipsite de fisuri. Viteza de ardere a prafului de pușcă depinde de presiune conform unei legi de putere, crescând odată cu creșterea presiunii, așa că nu trebuie să vă concentrați pe viteza de ardere a prafului de pușcă la presiunea atmosferică atunci când evaluați caracteristicile acesteia. Reglarea vitezei de ardere a prafului de pușcă este o sarcină foarte complexă și este rezolvată prin utilizarea diverșilor catalizatori de ardere în compoziția pulberii. Arderea în straturi paralele vă permite să reglați viteza de formare a gazului. Formarea de gaz a prafului de pușcă depinde de dimensiunea suprafeței încărcăturii și de viteza de ardere a acesteia.

Suprafața elementelor de pulbere este determinată de forma lor, dimensiunile geometrice și poate crește sau scădea în timpul procesului de ardere. O astfel de ardere este numită în consecință progresivă sau progresivă. Pentru a obține o rată constantă de formare a gazului sau schimbarea acestuia în conformitate cu o anumită lege, secțiunile individuale de încărcături (de exemplu, încărcăturile rachetelor) sunt acoperite cu un strat de materiale incombustibile ( rezervare). Viteza de ardere a prafului de pușcă depinde de compoziția sa, de temperatura și presiunea inițială.

4. Caracteristicile prafului de pușcă

Principalele caracteristici ale prafului de pușcă sunt: ​​căldura de ardere Q - cantitatea de căldură degajată în timpul arderii complete a 1 kilogram de praf de pușcă; volumul de produse gazoase V eliberate în timpul arderii a 1 kilogram de praf de pușcă (determinat după aducerea gazelor în condiții normale); temperatura gazului T, determinată în timpul arderii prafului de pușcă în condiții de volum constant și absența pierderilor de căldură; densitatea pulberii ρ; forța prafului de pușcă f este munca pe care o poate face 1 kilogram de gaze pulbere, extinzându-se atunci când este încălzit cu T grade la presiunea atmosferică normală.

Caracteristicile principalelor tipuri de praf de pușcă

Literatură

• Mao Tso-ben A fost inventat în China / Traducere din chineză și note de A. Klyshko. - M.: Gardă tânără, 1959. - P. 35-45. - 160 s. - 25.000 de exemplare.
• Enciclopedia militară sovietică, M., 1978.

Descarca
Acest rezumat se bazează pe un articol din Wikipedia rusă. Sincronizare finalizată 07/10/11 05:15:53
Categorii: , Fabricarea pulberii , Istoria tehnologiei , Componentele cartuşului.
Textul este disponibil sub o licență Creative Commons Attribution-ShareAlike.

Praful de pușcă de piroxilină a făcut posibilă rezolvarea cu succes a problemelor de tragere de la toate sistemele de artilerie, până la sfârșitul Primului Război Mondial. Dezvoltarea în continuare a artileriei interne a necesitat urgent dezvoltarea și utilizarea prafului de pușcă de baletită.

Componentele principale ale pulberilor balistice sunt nitrații de celuloză cu conținut scăzut de azot (coloxiline), un solvent slab volatil - plastifiant, un stabilizator de rezistență chimică și diverși aditivi. În SUA, piroxpleinele care conțin 13,15% și 13,25% azot sunt folosite în pulberile balistice.

Nitroglicerina și nitrodiglicolul sunt solvenții cei mai folosiți în producția de pulberi balistice.

Nitroglicerina este un produs al procesării glicerinei cu un amestec de acizi azotic și sulfuric și este un exploziv puternic, foarte sensibil la influențele externe. Nitroglicerina este un lichid în condiții normale și servește ca un bun plastifiant pentru nitrații de celuloză cu conținut scăzut de azot. În timpul procesului de fabricație a prafului de pușcă, nitroglicerina nu este îndepărtată din masa de pulbere și este una dintre componentele principale ale prafului de pușcă finit, ceea ce determină în mare măsură proprietățile fizico-chimice și balistice ale acestuia.

Nitrodiglicolul este un produs de tratare a dietilenglicolului cu un amestec de acizi azotic și sulfuric. Dietilenglicolul se obține sintetic din etilenă. La fel ca nitroglicerina, nitrodiglicolul este un lichid cu proprietăți plastifiante bune.

În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, Germania a început să folosească praf de pușcă pe bază de nitrodiglicol, care conținea până la 30% nitroguanidină, care este o substanță cristalină albă cu proprietăți explozive. Astfel de praf de pușcă se numesc guanidină sau gudol.

Pulberile de pușcă care conțin nitroguanidină sunt folosite în SUA și se numesc pulberi tribazice, spre deosebire de pulberile de piroxilină, numite cu o singură bază, și nitroglicerină, numită dibazică. Centralitele, substanțe cristaline albe, sunt cele mai utilizate pe scară largă ca stabilizator pentru rezistența chimică a pulberilor balistice. Praful de pușcă finit conține de la 1 la 5% centralită. Conținutul de umiditate în pulberile balistice nu este de obicei mai mare de 1%.

În funcție de scopul pulberilor, în compoziția acestora se introduc diverși aditivi. Pentru a reduce temperatura de ardere pentru a reduce efectul intens al prafului de pușcă, în compoziția sa se introduc așa-numiții aditivi de răcire, pentru care se folosesc dinitrotoluen, ftalat de dibutil și alte substanțe. Dinitrotoluenul și ftalatul de dibutil sunt, de asemenea, plastifianți suplimentari pentru coloxilină. Conținutul lor în praful de pușcă finit poate fi de la 4 la 11%.

În compoziția prafului de pușcă poate fi introdus un așa-numit aditiv tehnologic, ceea ce facilitează procesul de fabricare a masei de pulbere. Aplicație largă Vaselina a fost obținută ca aditiv tehnologic; conținutul său în praf de pușcă este de până la 2%.

Pentru a elimina fenomenele de ardere intermitentă și instabilă în motoarele cu reacție, în compoziția pulberii se introduc aditivi catalitici și stabilizatori. Conținutul lor în praf de pușcă este mic: de la 0,2 la 2-3%. Compușii de plumb sunt utilizați ca catalizatori de ardere, iar creta, oxidul de magneziu și alte substanțe refractare sunt utilizate ca aditivi stabilizatori.

Compozițiile unor pulberi balistice autohtone și străine sunt date în tabel. 10.

Masa10

Denumirea componentelor pulberii
	praf de puşcă		praf de mortar	pulberi cu jet
	nitroglicerina	nitro-diglnko-stânga
Coloxilină
Nitroglicerină
Nitrodiglicol
Centralite
Dinitrotoluen
Ftalat de dibutil
Petrolatum
Apa, (peste100 % )
Grafit
Oxid de magneziu
Alte substante

Praful de pușcă balistic este folosit pentru tragerea cu arme, mortare și lansatoare de rachete.

Praf de puşcă sunt realizate în principal sub formă de tuburi 1 (Fig. 12) de lungimi diferite şi cu grosimi diferite ale arcului de ardere.

Pulberi de mortar pregătit sub formă de farfurii, 2 panglici, 3 spirale și inele.

Orez. 12. Forma de pulberi balistice:

1-teava (praf de pusca tubular); G-tape (pe bază de bandă)

roh); 3- inel; 4 - dama

Propulsori pentru rachete sunt fabricate sub formă de blocuri monocanal cu cadru gros de 4 forme geometrice cilindrice și mai complexe.

Tehnologia modernă face posibilă producerea de bombe cu pulbere cu o grosime a coroanei de ardere de până la 300 mm sau mai mult.

Procesul de fabricație a pulberilor balistice se realizează după cum urmează.

Componentele pulberii sunt amestecate apa calda. Cu această amestecare, coloxilina se umflă în solvenți.

După îndepărtarea preliminară a umidității, masa este trecută în mod repetat prin role fierbinți. Rolele îndepărtează în continuare umezeala, compactează și plastifiază masa de pulbere. Din masa de pulbere se obțin elemente de pulbere de forma și dimensiunea necesară.

Pentru a obține tuburi, banda de pulbere după role este rulată în role și presată prin matrițe corespunzătoare. Tuburile sunt tăiate în elemente de pulbere de o anumită lungime. Pentru a obține pulbere lamelară, cu bandă și în formă de inel, masa de pulbere este trecută prin role cu un spațiu controlat precis. Pânza rezultată este tăiată în plăci sau panglici de dimensiuni date sau sunt tăiate inele din ea.

Procesul tehnologic de fabricare a pulberilor balistice este mai puțin consumator de timp și mai economic decât pulberile de piroxilină, permite utilizarea pe scară largă a automatizării, dar este mai exploziv.

În funcție de scop, compoziția chimică, forma și dimensiunea elementelor pulbere, se disting pulberile de tip balistic. Simbolurile mărcilor de praf de pușcă sunt foarte diverse. Propulsantul cu jet are denumiri care indică doar scopul propulsorului și compoziția sa aproximativă. Denumirea pulberilor cu jet nu conține nicio indicație privind forma și dimensiunea elementelor. De exemplu, H, HM 2 înseamnă pulbere cu jet, în care nitroglicerina este utilizată ca plastifiant; a doua praf de pușcă conține adaos de oxid de magneziu (2%).

Praful de pușcă balistic de pușcă este desemnat după cum urmează: după literele care indică compoziția aproximativă a prafului de pușcă, un număr care indică grupa de calorii a prafului de pușcă este plasat printr-o liniuță, iar apoi dimensiunea tubului este indicată printr-o fracțiune, similară cu piroxilina. praf de pușcă. Spre deosebire de pulberile de piroxilină, la desemnarea pulberilor balistice tubulare, literele TP nu sunt aplicate, deoarece pulberile balistice nu sunt fabricate sub formă de granule cilindrice. De exemplu, gradul NDT-3 18/1 înseamnă că praful de pușcă de nitroglicerină care conține dinitrotoluen ca aditiv de răcire, care aparține grupei a treia în ceea ce privește conținutul caloric, are forma unui tub cu un singur canal cu o grosime a arcului de ardere de 1,8. mm. Pulberile de fulgi sunt desemnate prin litere și cifre: NBPl 12-10 - pulbere de fulgi de mortar balistic de nitroglicerină cu grosimea coroanei de 0,12 mm și lățimea plăcii de 1 mm.

Praful de pușcă de centură este desemnat prin litera L și un număr corespunzător grosimii arcului de ardere în sutimi de milimetru, de exemplu NBL-33. Pulberile de inel sunt desemnate cu litera K urmată de un număr fracționar: numărătorul este diametrul interior al inelului în milimetri, numitorul este diametrul exterior. Urmează fracția printr-o liniuță este un număr care indică grosimea bolții de ardere în sutimi de milimetru, de exemplu NBK 32/64-14.

Pulberile balistice se disting printr-o varietate de compoziții chimice și forme geometrice și, prin urmare, diferă în proprietățile lor fizico-chimice și balistice.

Pulberile balistice sunt mai puțin higroscopice decât pulberile de piroxilină.

O proprietate pozitivă a pulberilor balistice, utilizată pe scară largă în practică, este capacitatea de a-și schimba semnificativ caracteristicile energetice prin modificarea conținutului unui solvent exploziv cu volatilitate scăzută într-un interval destul de larg și introducerea diverșilor aditivi în compoziția lor. Acest lucru ne permite să extindem în mod semnificativ domeniul de aplicare practică a acestui grup de pulberi de nitroceluloză. Căldura de ardere a pulberilor balistice, în funcție de compoziția lor, poate varia de la 650 la 1500 kcal/kg. Pe baza căldurii de ardere, pulberile balistice se împart în calorii ridicate (1000-1500 kcal/kg), medii (800-1000 kcal/kg) și cu conținut scăzut de calorii (650-800 kcal/kg). Pulberile cu conținut scăzut de calorii sunt adesea numite reci sau cu eroziune scăzută.

Pentru pulberile balistice, viteza de ardere, puterea pulberii și alte caracteristici pot varia într-o gamă largă.

58 > .. >> În continuare
Baza pulberilor de nitroceluloză este nitroceluloza, plastifiată cu unul sau altul solvent (plastifiant). În funcție de volatilitatea solventului, pulberile de nitroceluloză sunt împărțite în următoarele tipuri.
1. Pulberi de nitroceluloză preparate folosind un solvent volatil, care este aproape complet îndepărtat din praful de pușcă în timpul procesului de producție. Pentru aceste praf de pușcă pe care le păstrau
denumirea piroxilinei; se prepară folosind nitroceluloză cu un conținut de azot, de obicei mai mare de 12%, numită piroxilină.
2. Pulberi de nitroceluloză, realizate dintr-un solvent foarte volatil sau nevolatil (plastifiant) care rămâne complet în praful de pușcă; o alta trăsătură caracteristică Aceste pulberi sunt că sunt fabricate pe bază de nitroceluloză care conține, de regulă, mai puțin de 12% azot, numită coloxilină. Aceste praf de pușcă se numesc balistite.
Înainte de al Doilea Război Mondial, nitroglicerina era folosită ca plastifiant. Începând cu cel de-al doilea război mondial, etrodiglicolul a fost folosit și ca plastifiant. Denumirile balistitelor au fost determinate de denumirea tehnică a plastifiantului azotat: nitroglicerină, nitrodiglicol. Balistitele de nitrodiglicol sunt similare ca compoziție și multe dintre proprietățile lor cu balistitele de nitroglicerină.
3. Pulberi de nitroceluloză produse într-un amestec de solvent (plastifiant), numite cordite.
Corditele se prepară fie pe bază de piroxilină cu continut ridicat azot, sau cu continut ridicat coloxilină. In ambele cazuri, nitroglicerina sau nitroglicerina continuta in cordit nu asigura plastificarea completa a nitrocelulozei. Pentru finalizarea plastificării, se folosește un solvent volatil suplimentar (plastifiant), care este îndepărtat, dar nu complet, din praful de pușcă în stadii târzii producție..Acetona este folosită ca solvent volatil pentru piroxilina cu conținut ridicat de azot, iar pentru coloxilină se folosește un amestec alcool-eter.
§ 3. COMPONENTELE PULBERILOR DE NITROCELULOZĂ
Pulberile de nitroceluloză își iau numele de la componenta lor principală - nitroceluloza. Este nitroceluloza, plastifiată și compactată corespunzător, care reprezintă proprietățile de bază caracteristice pulberilor de nitroceluloză.
Pentru a transforma nitroceluloza în praf de pușcă, aveți nevoie mai întâi de un solvent (plastifiant).
Pentru a conferi prafului de pușcă o serie de proprietăți speciale, se folosesc aditivi: stabilizatori, flegmatizatori și altele.
1. Nitroceluloză. Pentru producerea nitrocelulozei se folosește celuloza, care este conținută în bumbac, lemn, in, cânepă, paie etc. în cantități de la 92-93% (bumbac) la 50-60% (lemn). Pentru a produce nitroceluloză de înaltă calitate, se utilizează celuloză pură, obținută din materii prime vegetale specificate prin tratament chimic special.
M8
Molecula de celuloză este formată din un numar mare reziduuri de glucoză construite identic și interconectate CeHjoOs:
Prin urmare, formula generală a celulozei are forma (CoH06)n, unde n este numărul de resturi de glucoză. Celuloza este formată din molecule identice de o anumită lungime, dar dintr-un amestec de molecule cu numere diferite reziduuri de glucoză, care, potrivit diverșilor cercetători, variază de la câteva sute la câteva mii.
Fiecare reziduu de glucoză are trei grupări hidroxil OH. Aceste grupări hidroxil reacţionează cu acidul azotic conform schemei
. „++ re(mH20),
undem=1; 2 sau 3.
Într-o reacție numită esterificare, grupările OH sunt înlocuite cu grupări ON02, numite grupări nitrat. În funcție de condiții, grupările nitrat pot înlocui nu toate grupările hidroxil, ci doar o parte dintre ele. Din acest motiv, se obțin nu una, ci mai multe nitroceluloze grade diferite esterificare.
Nitrarea celulozei se efectuează nu cu acid azotic pur, ci cu amestecul acestuia cu acid sulfuric. Interacțiunea celulozei cu acidul azotic este însoțită de eliberarea de apă. Apa se diluează acid azotic, ceea ce îi slăbește efectul de nitrare. Acidul sulfuric leagă apa eliberată, care nu mai poate împiedica esterificarea.
Cu cât amestecul de acid este mai puternic, adică cu cât conține mai puțină apă, cu atât este mai mare gradul de esterificare a celulozei. Prin alegerea adecvată a compoziției amestecului acid, se poate obține nitroceluloză cu un anumit grad de esterificare.
Tipuri de nitrați de celuloză. Structura celulozei nu poate fi exprimată în niciun fel o anumită formulă datorită faptului că este eterogen în dimensiunea moleculelor. Acest lucru se aplică într-o măsură și mai mare nitraților de celuloză, care constau și din molecule care sunt eterogene în gradul de esterificare.
149
Prin urmare, nitroceluloza se caracterizează prin conținutul său de azot, determinat prin analiză chimică, sau prin gradul de esterificare (numărul de grupe nitrat pe reziduu mediu de glucoză).
În practică, se disting următoarele tipuri de nitroceluloză utilizate în producția de praf de pușcă.
a) Coloxilină. Conținut de azot 11,5-12,0%. Complet solubil în amestecuri de alcool și eter.
b) Piroxilină Nr. 2. Conținut de azot 12,05-12,4%. Se dizolvă într-un amestec de alcool și eter cel puțin 90%.