Взрывчатые вещества

Бризантные взрывчатые вещества по их взрывным характеристикам делят на три группы:

1. Повышенной мощности (представители - гексоген, тэн, тетрил);

2. Нормальной мощности (представители - тротил, мелинит, пластит);

3. Пониженной мощности (представители - аммиачная селитра и ее смеси).

Метательные взрывчатые вещества. Это различные пороха - черный дымный, бездымные пироксилиновые и нитроглицериновые. К ним также относят различные пиротехнические смеси для фейерверков, сигнальных и осветительных ракет, осветительных снарядов, мин, авиабомб. Применяются в основном в качестве метательных зарядов для различного рода оружия и предназначаются для придания снаряду (торпеде, пуле и т.д.) определенной начальной скорости. Преимущественным видом химического превращения их является быстрое сгорание, вызываемое лучом огня от средств воспламенения.

Следующий принцип классификации  – состав: существуют два больших  класса взрывчатых веществ — индивидуальные и композитные.

Индивидуальные представляют собой химические соединения, способные к внутримолекулярному окислению. При этом молекула вовсе не должна содержать в своем составе кислород — достаточно, чтобы одна часть молекулы передала электрон другой ее части с положительным тепловым выходом.

Энергетически молекулу такого взрывчатого вещества можно представить как шарик, лежащий в углублении на вершине горы. Он будет спокойно лежать до передачи ему некоторого сравнительно небольшого импульса, после чего скатится по склону горы, выделив при этом энергию, значительно превышающую затраченную.

К индивидуальным взрывчатым веществам относятся тринитротолуол (он же тротил, тол, ТНТ), гексоген, нитроглицерин, фульминат ртути (гремучая ртуть), азид свинца.

Композитные состоят из двух и более веществ, не связанных между собой химически. Иногда компоненты таких взрывчаток сами по себе не являются способными к детонации, а проявляют эти свойства при реакции между собой (обычно речь идет о смеси окислителя и восстановителя). Характерный пример такого двухсоставного композита — оксиликвит (пористое горючее вещество, пропитанное жидким кислородом).

Композиты могут состоять и из смеси индивидуальных взрывчатых веществ с добавками, регулирующими  чувствительность, фугасность и бризантность. Такие добавки могут, как ослаблять взрывные характеристики композитов (парафин, церезин, тальк, дифениламин), так и усиливать их (порошки различных химически активных металлов — алюминия, магния, циркония). Кроме того, существуют стабилизирующие добавки, увеличивающие срок хранения готовых взрывных зарядов, и кондиционные, доводящие взрывчатое вещество до требуемого физического состояния.

Следующий принцип классификации  – физическое состояние:

1. Газообразные.
2. Жидкие. При нормальных условиях такими взрывчатыми веществами являются, например, индивидуальные вещества нитроглицерин,   этилнитрат,  этиленгликольдинитрат и другие. Существует много разработок жидких смесевых взрывчатых веществ.

3. Гелеобразные. При растворении нитроцеллюлозы в нитроглицерине образуется гелеобразная масса, получившая название «гремучий студень».

4. Суспензионные. Большая часть современных промышленных взрывчатых веществ представляют собой суспензии смесей аммиачной селитры с различными горючими и добавками в воде (акватол, ифзанит, карбатол). Существует огромное число суспензионных взрывчатых составов, в которых либо окислители, либо горючие представляют собой жидкую среду.

5. Эмульсионные.

6. Твердые (конденсированные).

7. Пластичные.

8. Эластичные.

Следующий принцип классификации  – область применения:

1. Военная.

2. Промышленная

3. Специального назначения (например, средства расстыковки космических аппаратов).

4. Антисоциального применения (терроризм, хулиганство).

5. Опытно-экспериментальная.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 1.3. Cвойства взрывчатых веществ

 

Все взрывчатые вещества характеризуются рядом данных, в зависимости, от величин которых решается вопрос о применении данного вещества для решения тех или иных задач. Наиболее существенные из них это:  
        1) чувствительность к внешним воздействиям;

         2) энергия (теплота) взрывчатого превращения;

         3) скорость детонации;

         4) бризантность;

         5) фугасность;

         6) химическая стойкость;

         7) продолжительность и условия работоспособного состояния;

         8) нормальное агрегатное состояние;

         9)плотность. 
 

Достаточно полно свойства взрывчатых веществ можно описать, используя все девять характеристик. Однако для понимания в целом того, что обычно называют мощностью или силой можно ограничиться двумя характеристиками: "Бризантность" и "Фугасность".

Бризантность - это способность взрывчатых веществ дробить, разрушать соприкасающиеся с ним предметы (металл, горные породы и т.п.). Величина бризантности говорит о том, насколько быстро образуются при взрыве газы. Чем выше бризантность того или иного взрывчатого вещества, тем более оно годится для снаряжения снарядов, мин, авиабомб. Такое взрывчатое вещество при взрыве лучше раздробит корпус снаряда, придаст осколкам наибольшую скорость, создаст более сильную ударную волну. С бризантностью напрямую связана характеристика - скорость детонации, т.е. насколько быстро процесс взрыва распространяется по веществу.  
 Фугасность - иначе говоря, работоспособность взрывчатых веществ, способность разрушить и выбросить из области взрыва, окружающие материалы (грунт, бетон, кирпич и т.п.). Эта характеристика определяется количеством, образующихся при взрыве газов. Чем больше образуется газов, тем большую работу способно выполнить данное взрывчатое вещество.  
 Отсюда становится достаточно ясно, что для различных целей подходят различные взрывчатые вещества. Например, для взрывных работ в грунте (в шахте, при устройстве котлованов, разрушении ледяных заторов и т.п.) больше подойдет взрывчатое вещество, обладающее наибольшей фугасностью, а бризантность подойдет любая. Наоборот, для снаряжения снарядов в первую очередь ценна высокая бризантность и не столь важна фугасность.  
 Впрочем, это сильно упрощенный и не вполне верный подход к пониманию мощности взрывчатых веществ. На самом деле все девять характеристик тесно связаны друг с другом, друг от друга зависят, и изменение одной из них влечет изменение и всех остальных.  
 Есть более простой, а главное реальный способ сравнения мощностей различных взрывчатых веществ. Он называется "тротиловый эквивалент". Его суть заключается в том, что мощность тротила условно принята за единицу (примерно также как за единицу мощности машин в свое время была принята мощность одной лошади). А все остальные взрывчатые вещества (в том числе и ядерное взрывчатое вещество) сравниваются с тротилом. Проще говоря, сколько надо было бы взять тротила, чтобы произвести такую же взрывную работу, что и данным количеством этого взрывчатого вещества. Например: 100гр. гексогена дают тот же результат, что и 125 гр. тротила, а 75 гр. тротила заменят 100гр. аммонита. 
 Еще проще будет сказать, что взрывчатые вещества повышенной мощности процентов на 25 сильнее тротила, а взрывчатые вещества пониженной мощности на 20-30% слабее тротила.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 2. РАСПРОСТРАНЕННЫЕ ВИДЫ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ И ОБЛАСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

 

§ 2.1. Пластит

 

Пластит - очень популярная в средствах массовой пропаганды взрывчатка. Он изготавливается из порошкообразного гексогена (80%) и специального пластификатора (20%). Пластит-4 негигроскопичен и не растворим в воде; легко деформируется усилением рук, что позволяет изготавливать из него заряды требуемой формы на месте производства работ Как только ее не называют - пластит, пластид, пластиковая взрывчатка, пластичная взрывчатка, пластическая взрывчатка. Какими только особенными свойствами ее не наделяют журналисты "эксперты по военным вопросам: "…одного спичечного коробка пластита достаточно, чтобы в клочья разнести грузовик…", "… пластиковой взрывчатки, лежащей в кейсе достаточно, чтобы разрушить 200-квартирный дом до основания…".

Также пластит это бризантное взрывчатое вещество нормальной мощности. Пластит обладает примерно такими же взрывчатыми характеристиками, что и тротил и все его отличие состоит в удобстве применения при производстве взрывных работ. Особенно это удобство заметно при подрывании металлических, железобетонных и бетонных конструкций.

Аббревиатуры

В России: ПВВ-4, ПВВ-5, ЭВВ-11, пластит-4, ЛПВВ-9.

В США: С-3, С-4, С-5.

 

Основные характеристики:

1. Чувствительность: Практически не чувствителен к удару, прострелу пулей, огню, искре, трению, химическому воздействию. Надежно взрывается от стандартного капсюля-детонатора № 8, погруженного в массу взрывчатого вещества на глубину не менее 10мм.
2. Энергия взрывчатого превращения - 910 ккал/кг.
3. Скорость детонации: 7000 м/сек.
4. Бризантность: 21мм.
5. Фугасность: 280 куб.см.
6. Химическая стойкость: Не вступает в реакцию с твердыми материалами (металл, дерево, пластмассы, бетон, кирпич и т.п.), не растворяется водой, не гигроскопичен, не изменяет своих взрывчатых свойств при длительном нагреве, смачивании водой. Под длительном воздействии солнечного света темнеет и несколько повышает свою чувствительность (теоретически). При воздействии открытого пламени загорается и горит ярким энергичным пламенем. Горение в замкнутом пространстве большого количества может перерасти в детонацию.
7. Продолжительность и условия работоспособного состояния:  Продолжительность не ограничивается. Длительное (20-30 лет) пребывание в воде, земле, корпусах боеприпасов не изменяет взрывчатых свойств. 
8. Нормальное агрегатное состояние: Пластичное глинообразное вещество. При отрицательных температурах значительно снижает пластичность. При температурах ниже -20 градусов затвердевает. С ростом температуры пластичность возрастает. При +30 градусах и выше теряет механическую прочность. При +210 градусах загорается.
9. Плотность: 1.44 г./куб см.

Пластит представляет собой смесь  гексогена и пластифицирующих веществ (церезин, парафин и др.). Процентное содержание гексогена в пластите от 75 до 90%. Внешний вид и консистенция сильно зависит от применяемых пластификаторов. Может иметь консистенцию от пасты до плотной глины. Стандартный ПВВ-4 имеет консистенцию плотной глины коричневато-кремового цвета. На ощупь пластилин с песком.

Для получения пластиковой взрывчатки 40-90 % гексогена смешивают с 10-30% каучука (или любого другого пластификатора) и 0-30 % 
окислителя ( NH4NO3 , NaNO3 ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 2.2. Тротил

 

Тротил - одно из наиболее распространённых бризантных взрывчатых веществ. Представляет собой желтоватое кристаллическое вещество с температурой плавления 80,85 °C (плавится в очень горячей воде).

Известно под названиями:

• Тринитротолуол
• Тол
• Тринит
• Нитротол
• Тротил

Аббревиатуры:

• ТНТ
• TNT
• Т

Основные характеристики:

1. Чувствительность: Не чувствителен к удару, прострелу пулей, огню, искре, трению, химическому воздействию. Прессованный и порошкообразный тротил хорошо чувствителен к детонации и надежно взрывается от стандартных капсюлей-детонаторов, запалов. Плавленый и чешуированный тротил имеет пониженную чувствительность к детонации и требует промежуточного детонатора в виде некоторого количества прессованного тротила.
2. Энергия взрывчатого превращения - 1010 ккал/кг.
3. Скорость детонации: 6900 м/сек.
4. Бризантность: 19мм.
5. Фугасность: 285 куб.см.
6. Химическая стойкость: Не вступает в реакцию с твердыми материалами (металл, дерево, пластмассы, бетон, кирпич и т.п.), не растворяется водой, не гигроскопичен, не изменяет своих взрывчатых свойств при длительном нагреве, смачивании водой, и изменении агрегатного состояния (в расплавленном виде). Под длительном воздействии солнечного света темнеет и несколько повышает свою чувствительность (теоретически). При воздействии открытого пламени загорается и горит желтым, сильно коптящим пламенем.
7. Продолжительность и условия работоспособного состояния:  Продолжительность не ограничивается (надежно срабатывает тротил, изготовленный в начале тридцатых годов). Длительное (60-70 лет) пребывание в воде, земле, корпусах боеприпасов не изменяет взрывчатых свойств.
8. Нормальное агрегатное состояние: Твердое вещество. Применяется в порошкообразном, чешуированом и твердом виде. 
9. Плотность: 1.66 г./куб см.

В обычных условиях тротил представляет собой твердое вещество. Плавится при температуре +81 градус, при температуре +310 градусов загорается.

Тротил является продуктом воздействия  смеси азотной и серной кислот на толуол. На выходе получается чешуированный  тротил (отдельные мелкие чешуйки). Из чешуированного тротила механической обработкой можно получить порошкообразный, прессованный тротил, нагреванием плавленый тротил.

Тротил нашел самое  широкое применение из-за простоты и удобства его механической обработки (очень легко изготавливать заряды любого веса, заполнять любые полости, резать, сверлить и т.п.), высокой химической стойкости и инертности, невосприимчивости к внешним воздействиям. А значит, он очень надежен и безопасен в применении. В то же время он обладает высокими взрывными характеристиками.

Тротил применяется  как в чистом виде, так и в  смесях с другими взрывчатыми веществами (гексогеном, тетрилом, тэном, аммиачно-селитренными взрывчатыми веществами и др.), причем в химические реакции тротил с ними не вступает. В смеси с гексогеном, тетрилом, тэном тротил понижает чувствительность последних, а в смеси с аммиачно-селитренными взрывчатыми веществами тротил повышает их взрывчатые свойства, повышает химическую стойкость и снижает гигроскопичность.

Получение:

    Первый этап: нитрование толуола смесью азотной и серной кислот. Серная кислота используется как водоотнимающий агент.

2C₆H₅CH₃ + 3HNO₃ → C₆H₄CH₃NO₂ + C₆H₃CH₃(NO₂)₂ +3H₂O

    Второй этап: затем смесь моно - и динитротолуола нитруют в смеси азотной кислоты и олеума. Олеум используется как водоотнимающий агент.

C₆H₄CH₃NO₂ + C₆H₃CH₃(NO₂)₂ + 3HNO₃ → C₆H₂CH₃(NO₂)₃ +3H₂O

    Излишек кислоты от второго этапа можно использовать для первого.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 2.3. Гексоген

 

Гексоген (правильное название – триметилентринитроамин) бризантное взрывчатое вещество, относящееся к группе взрывчатых веществ повышенной мощности. Гексоген — белый кристаллический порошок. Без запаха, вкуса, сильный яд. Температура плавления 202 градуса, температура вспышки 215-230 градусов.

Основные характеристики:

1. Чувствительность: чувствительность к механическим воздействиям сильно повышается. Чувствительность к удару - 80% взрывов при падении груза 10кг с высоты 25см. По совокупности характеристик (мощности) превосходит тротил примерно в 1,5 раза.
2. Энергия взрывчатого превращения - 1290 ккал/кг.
3. Скорость детонации: 8380 м/сек.
4. Бризантность: 24мм.
5. Фугасность: 490 куб.см.
6. Химическая стойкость: разлагается серной кислотой. Не реагирует с металлами. Обладает высокой химической и термической стабильностью. Нерастворим в воде, ограниченно растворим в ацетоне.
7. Нормальное агрегатное состояние: мелкокристаллическое вещество белого цвета без вкуса и запаха. В воде не растворяется, негигроскопичен, неагрессивен. С металлами в химическую реакцию не вступает. Прессуется плохо. От удара, прострела пулей взрывается. Загорается охотно и горит белым ярким шипящим пламенем. Горение переходит в детонацию (взрыв). 
8. Плотность: 1.8 г/куб.см.