Химия взрывчатых веществ Что такое? • ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА – это вещества или их смеси, способные под влиянием внешнего воздействия (нагревание, удар, трение, взрыв другого вещества) очень быстро разлагаться с выделением газов и большого количества теплоты. ПОЧЕМУ? Механизм детонации • Взрывное превращение — быстрый самостоятельно распространяющийся процесс с выделением энергии и образованием сильно сжатых газов, способных производить работу, возникает из-за химических и ядерных реакций • Реакция взрыва в ВВ протекает без участия кислорода воздуха ПОЧЕМУ? Механизм детонации • Детонация обусловлена распространением по ВВ детонационной волны, которая вызывает в момент прохождения скачкообразное изменение давления, температуры, плотности. На фронте волны происходит интенсивное разогревание тонкого слоя ВВ и протекает интенсивная хим. реакция, с выделением тепла и газов. Эта реакция поддерживает амплитуду и скорость ударной волны на определенном уровне, т. е. обеспечивает постоянство скорости детонации для данного заряда. • Фронт детонационной волны распространяясь, сжимает впереди лежащие слои ВВ, вызывая их хим. превращение. Но это при скорости детонации 6–7 км/с. Здесь реакция возникает из-за разогрева отдельных очагов в сечении заряда (для порошкообразных и гранулированных – пузырьки газа между частицами) • Скорость детонации всегда является сверхзвуковой. Влияние на скорость детонации На скорость детонации влияют: \ 1) Состав ВВ 2) Плотность 3) Дисперсность (размеры частиц) 4) Диаметр и оболочка заряда Мощность начального импульса не оказывает сильного влияния на скорость детонации Какие? ВВ бывают: Инициирующие Бризантные Метательные ИНИЦИИРУЮЩИЕ • индивидуальные вещества или смеси, легко взрывающиеся под действием простого начального импульса (удар, трение, луч огня) с выделением энергии, достаточной для воспламенения или детонации бризантных взрывчатых веществ. • Также их называют первичные ВВ Пример: гремучая ртуть, азид свинца БРИЗАНТНЫЕ • вторичные взрывчатые вещества, для которых характерным видом взрывчатого превращения является детонация, возбуждаемая небольшим зарядом инициирующего взрывчатого вещества. • Особенность - способность к местному дробящему воздействию Представители: ТЭН, ТНТ, нитроглицерин, гексоген МЕТАТЕЛЬНЫЕ • Взрывчатые вещества, которые по характеру взрывчатого превращения применяются в артиллерии для метания (бросания) снарядов, мин, реактивных снарядов. Такими взрывчатыми веществами являются пороха. Горение порохов не переходит в детонацию даже при давлениях в сотни МПа. Порох - смесь, способная к закономерному горению параллельными слоями, без доступа кислорода извне, с выделением большого количества тепловой энергии и газообразных продуктов Наглядно Понятно Характеристики ВВ: • Фугасность – мера общей работоспособности, разрушительного, метательного и иного действия взрыва. Фугасное действие проявляется на расстояниях намного больше размера заряда. • Бризантность - мера способности ВВ к местному дробящему воздействию на среду, в которой происходит взрыв. Бризантное действие проявляется непосредственно в окрестностях заряда (в твёрдой среде) или вблизи поверхности твёрдого тела, • Тротиловый эквивалент - масса тротила, при взрыве которой выделяется столько же энергии, сколько выделится при взрыве заданного количества конкретного ВВ. Баланс • Кислородный баланс - отношение избытка или недостатка кислорода в составе ВВ к его количеству, необходимому для полного окисления горючих элементов. Отношение массы избытка/недостатка кислорода к молекулярной массе ВВ • Отрицательный – недостаток O2, вместо CO2 образ CO (пример: ТНТ, гексоген) • Положительный – избыток O2, вместо N2 – N2O, NO, NO2, N2O5 (селитра) • 0 – макс кол-во энергии и минимальное кол-во ядовитых веществ. (нитрогликоль) Чтобы достичь 0 баланса, делают смеси ВВ из веществ с «+» и «–» КБ Смеси делают и по другим причинам ВАЖНО • Стабилизаторы – в-ва., которые повышают хим. и физ. стойкость. • Сенсибилизаторы – в-ва., вводящиеся в состав ВВ для повышения чувствительности к восприятию и передачу детонации • Флегматизатор –вещество, применяемое в качестве примеси к взрывчатому веществу (ВВ) для снижения чувствительности к внешним воздействиям Области применения ВВ Промышленность Взрывные работы в инженерной практике горного дела – это важнейший способ разрушения горных пород, являющийся главным технологическим процессом при строительстве шахт, добыче полезных ископаемых и проведении горных выработок. В машиностроительной промышленности при помощи ВВ производятся различные виды работ по обработке металлов – штамповка, калибровка, сварка, развальцовка, упрочнение, прессование порошкообразных материалов. Военное дело Использованная литература • Покалюхин Н. А. // Смесевые энергоемкие материалы : учебнометодическое пособие • Орлова Е. Ю. // Химия и технология бризантных взрывчатых веществ • Андреев С. Г., Бабкин А. В., Баум Ф. А. и др. // Физика взрыва
