Исследование и развитие новых видов водонасыщенных коммерческих взрывчатых веществ
Исследование и развитие новых видов водонасыщенных коммерческих взрывчатых веществ
Исследование и развитие
новых видов водонасыщенных коммерческих взрывчатых веществ
Анников В.Е., Кондриков
Б.Н., Химико-технологический университет Менделеева, Москва, Россия.
Краткое описание технологии
На протяжении последних двух декад был достигнут
большой прогресс в развитии и исследовании в водонаполненых (водонасыщенных)
коммерческих водногелевых и водномасляных веществ в Лаборатории химической
кинетики и термогидродинамики реактивных систем в университете Менделеева
(Москва). Эти вещества имеют уникальные свойства такие, как хорошая
реологическая способность, высокая детонационная способность, хорошее или очень
хорошее водосопротивление, надежность и безопасность во время производства,
транспортирования и применения. Они являются экологически чистыми и недорогими
коммерческими продуктами.
Водные растворы основаны на аммиачной и натриевой
селитрах; нитрате гидроксиламина; АДН; натрий, мочевина, метиламин, этилендиамин,
и перхлораты гидроксиламина, содержащие разнообразие водорастворимых
легковоспламеняющихся веществ; получены сведения о хорошо диспергиванных
водорастворимых полимерах алюминия; и межмолекулярных связях.
Водонасыщенным водногелям и водномасляным коммерческим
веществам были присвоены номера, основательно изучены, технологически
разработаны, и экспериментально протестированны в различных отраслях российской
индустрии.
Были достигнуты большие результаты во время
прохождения исследований.
В первую очередь, были исследованы детонационные
характеристики водных растворов перхлоратных едких солей с разнообразием
органических и неорганических катионов. Определено разнообразие областей низкой
и высокой детонации (РНД и РВД), и были предложены возможные механизмы
химической интеграции РНД и РВД. Раскрыт катализ реакций РНД, были основаны
некоторые эффективные водорастворимые каталитические реакции.
Замечены разнообразные низкие детонационные режимы в
разбавленных водных растворах в АН смесях, состоящих из водорастворимого
горючего, и выделены зависимости детонационных способностей в химической
природе горючего.
Особенности реакций в химической кинетике отвечают за
энергетическую эволюцию в детонационных волнах, обуславливаются использованием
зависимостей скорости детонации (Д), которые экспериментально установлены для
водонасыщенных ВВ, в результате этого предложен механизм введения химических
реакций.
Государственными органами установлено наблюдение за
горением водонасыщенных композиций, установлены зависимости при горении норм
давления, а также механизм горения реакций.
Горение и детонация вначале изучались на основе водных
растворов. В режиме высокой детонации (РВД) был основан один из растворов,
состоящий из АН и БАДН.
В первое время использовался высоко-вольтный
электрический разряд (так называемый электодинамический эффект со сверхвысокой
плотностью) для производства водонаполненных веществ экзотермического
формулирования, некорые из них позволили достичь очень хороших результатов в
газогенерации, горной добыче, и разрушении подводных объектов.
Для производства водонасыщенных ВВ использовались
водорастворимый синтетический полимер и полиакриламид. Были изучены
реологические характеристики материалов, подбирались поперечно-соединяющие
агенты, исследован процесс композиционного загущения. Формула загущения
полиакриламидом дает очень хорошие реологические характеристики и обусловлена
физической стабильностью: в последние 10 лет отошли от использования в
водногелевых композициях полиакриламида до синсебилизирования пигментом
качественного алюминия.
Военные взрывчатые вещества, ракетное топливо, и
пороха извлекались из разных видов боеприпасов и использовались в мощных и
бризантных водонаполненных композициях, содержание их увеличивалось для
сохранения положительных характеристик водонаполненных систем. Помещенные
композиции, состоящие из пороха, взрывчатых веществ, и ракетного топлива (или
их компоненты, в частности, гексоген, гексоген/тротил, ПЕТН, и Пентолит)
тщательно отрабатывались в водонаполненных матричных основах, включающих водные
реакции нитратов аммиачной, натриевой и кальциевой селитр, такие как
гидроксиламин и перхлораты натрия, а также нитрат гидроксиламина.
Создавались теоретические модели детонации и горения
водонаполненных композиций на разных этапах, включающие теорию стабильной волны
детонации и горения, инициирующий и затухающий механизмы. Выяснялись отклонения
детонации водногелевых и водномасляных веществ в термодинамической идее.
Разрабатывались теория газо-пузырчатой генерации и
коалисценция на основе теории кристаллизации Лившица-Слеозовского, с одной
стороны, и подход Де-Фрасса о влиянии пузырьков на степень их распространания,
с другой стороны.
Были развиты теория инициации горячих точек быстрым
сжатием газовых включений и вязкопластичного потока. Механизмы инициации взрыва
от ударной волны, фрагменты, или ударные импульсы, также как и в
низкоскоростных импульсах, освобождались от удара или трения. Тщательно
разработана теория синтезирования при изучении составов. Были созданы основы
теории безопасности веществ этого класса в сравнении с электромагнитными
явлениями других классов. Явно выраженными являются быстрое горение при
детонации особенностей переходного периода, возможностей опасной
низкоскоростной детонации, и высокоскоростные режимы горения.
Было исследовано формирование кинетики водномасляных
эмульсий. Созданы различные уравнения возникновения и разрушения водномасляных
капель, аналитически разрешенные, и сравнены с экспериментальными данными.
В результате физикохимических, гидродинамических и
реологических исследований систем при обсуждении, было развито положение об
энергетических материалах всего класса водонасыщенных систем, технологически
проконтролированное, и практически применимое. Наиболее характерными видами
разработанных соединений являются:
Водногелевые системы, состоящие из пигментных частиц
алюминия и водорастворимого горючего для производства гибких, удлиненных
зарядов небольшого диаметра для геофизических исследований масляного и газового
пространства методом непрерывных линейных потоков сейсмических волн.
Композиции и заряды для геофизических исследований
методом дискретных потоков сейсмических волн в зоне низкой скорости звука
поверхностных слоев земли.
Композиции с низкой плотностью и заряды для сваривания
металлов и точных взрывных работ.
Экзотермические формулировки для электродинамики,
упругодинамического применения.
Низкочувствительные композиции веществ для
использования в режимах горения и детонации.
Допустимые вещества для угольных шахт.
Коммерческие водонасыщенные формулировки, состоящие из
высококонверсионных веществ, артилерийских порохов и ракетного топлива.
Вещества для подъема коммерческого производства.
Легальные данные
Применение патентов для водногелевых веществ согласно
индустрии и их методов производства и практическое применение (см. пункт 4)
было одобрено в России. Серии экспериментальных веществ были протестированны в
Государственных Горных Институтах и зарекомендованы как индустриальная
продукция и используются Федеральной Государственной Горной промышленностью и
Офисом Технологического Контроля ( Госгортехнадзор РФ ).
Специальные Способности ( Приспособления ) в
использовании и их спецификации
Испытательные площадки Лаборатории Химической Кинетики
и Термодинамически Реактивных Систем университета Менделеева (Москва)
располагаются в регионах Тушино, на окраине города. Они наполняются веществами
в комнаты объемом 40 м3, современные приспособления, регистрирующие
высокоскоростной процесс (камеры фиксирующие полосы ЗШФР, СФР, ВФУ, осциллографы
и электронные таймеры), технологические аппараты для производства веществ в
колличестве, необходимом для исследования, УФ- и ИК-спектрометры, газо- и
газо-жидкостные хроматографы для аналитических целей, и т. д.
Список литературы
Для подготовки данной работы были использованы
материалы с сайта http://masters.donntu.edu.ua
|