2) сплавы и смеси нитросоединений;

3) нитроглицериновые ВВ (динамиты);

4) хлоратные и перхлоратные ВВ - смеси хлорноватой или хлорной кислот с нитросоединениями и др.

В состав смесей, состоящих из невзрывчатых компонентов, входят горючие вещества и соединения, содержащие значительное количество кислорода или другого окислителя. Реакция взрыва в этом случаи заключается в окислении элементов, входящих в горючие вещества, кислородом, содержащимся в окислителях. Взрывчатые смеси из невзрывчатых компонентов могут быть разбиты на следующие классы:

1) дымные пороха - смеси селитры и угля;

2) оксиликвиты - смеси жидкого кислорода с горючими веществами;

3) смеси концентрированной азотной кислоты или другого жидкого окислителя с горючими веществами.

Из взрывчатых смесей наибольшее значение имеют аммонийноселитренные ВВ.

Артиллерия предъявляет очень жесткие требования к бризантным ВВ. Они должны обладать большой мощностью, быть безопасными в обращении, иметь достаточную чувствительность к начальному импульсу, быть стойкими при хранении. Кроме всего перечисленного, бризантное ВВ, принятое на вооружение, должно быть обеспечено сырьевой базой и метод производства его должен быть достаточно прост и безопасен.

Применяемые в настоящее время взрывчатые вещества далеко не в полной мере удовлетворяют перечисленным требованиям и поэтому изыскание новых мощных взрывчатых веществ, обладающих указанными выше свойствами, является важной задачей ученых и инженеров, работающих в этой области. Одновременно актуальна и проблема усовершенствования технологии производства ВВ с целью снижения опасности их изготовления и повышения производительности труда, и как следствие - снижение себестоимости продукта.

Занятие 2

Тема занятия: Тротил. Тэн.

Цель занятия: Дать учащимся общее представление о тротиле, о тэне, познакомить со свойствами и методами получения тротила, тэна.

План занятия а:

1. Свойства тротила и тэна.

2. Получение тротила и тэна.

3. Применение тротила и тэна.

Ход занятия:

1. Тротил по внешнему виду представляет собой желтое вещество. Температура плавления очищенного тротила 80,6°С, при наличии примесей температура плавления снижается до 75-77°С. Примеси образуют с тротилом многокомпонентные эвтектические сплавы, имеющие маслообразный вид, вследствие чего их называют тротиловым маслом.

Плотность монокристалла тротила 1,663 г./см. Гигроскопичность около 0,05%, растворимость в воде низкая - 0,15% при 100°С, что является благоприятным свойством.

Тротил токсичен, предельно допустимая концентрация 0,001 мг/л, он поражает дыхательные пути, пищеварительный тракт. При длительном воздействии вызывает слабость, головокружение, дерматиты кожи, гепатит,

Тэн представляет собой белое кристаллическое вещество с температурой плавления 141-142°С и плотностью 1,77 г./см, плохо прессуется. Прессованием можно достичь плотности 1,6 г/см. Размер частиц 10-830 мкм.

Тэн не гигроскопичен, растворимость его в воде при 19°С 0,01%, а при 100°С - 0,035%. Тэн химически стоек, более чувствителен к механическим воздействиям, чем гексоген и октоген. Температура вспышки 205-225°С.

Тэн - токсическое вещество, вызывает раздражение верхних дыхательных путей, покраснение слизистых оболочек и кожи; при попадании в легкие вызывает расширение кровеносных сосудов.

2. Тротил получают нитрацией толуола смесью азотной и серной кислот.

Тэн - сложный эфир азотной кислоты и четырехатомного спирта - пентаэритрита С(СН2ОН)4.

С(СН2ОН)4 + 4HNО3 > С(СН2ONО2)4 + 4Н2О

3. Тротил в чистом виде или смеси с гексогеном (смеси ТГ, состав В) или тэном (пентолит) широко применяется в виде литых и прессованных шашек в качестве промежуточных детонаторов, кумулятивных зарядов для дробления негабаритных кусков породы, зарядов для сейсморазведки.

Чистый тэн используется для снаряжение средств инициирования и детонирующих шнуров, для прессованных дополнительных детонаторов, а также в эластичных ВВ.

Занятие 3

Тема занятия: Гексоген. Октоген.

Цель занятия: Дать учащимся общее представление о гексогене и октогене, познакомить со свойствами и методами получения гексогена и октогена.

План занятия:

1. Свойства гексогена и октогена.

2. Получение гексогена и октогена.

3. Применение гексогена и октогена.

Ход занятия:

1. Гексоген по внешнему виду представляет собой белое вещество с плотностью монокристалла 1,816 г/см3. При прессовании достигает плотность 1,73 г/см3. Температура плавления 204,5-205°С. Гексоген практически не гигроскопичен. Он весьма ядовит, предельно допустимая концентрация 0,001 мг/л; поражает центральную нервную систему, главным образом головной мозг, вызывает нарушения кровообращения и малокровие.

Гексоген характеризуется высокой чувствительностью к механическим воздействиям. С целью снижения чувствительности гексоген флегматизируют воскоподобными веществами.

Температура вспышки 220-230°С. На открытом воздухе он горит ярким белым пламенем без остатка, при быстром нагревании разлагается со взрывом.

Температуру 185°С выдерживает в течение 2,5 ч.

Октоген впервые был обнаружен как примесь к гексогену. Долгое время он интересовал исследователей исключительно как вещество, сопровождающее гексоген. Однако в последние годы его начали изучать как самостоятельное ВВ, так как октоген, имея все положительные качества гексогена, выгодно отличается от него более высокой термостойкостью, большей плотностью и соответственно лучшими взрывчатыми характеристиками.

Октоген - белое кристаллическое высокоплавкое вещество с плотностью монокристалла 1,906 г/см3. Температура плавления 278,5-280°С. Октоген не гигроскопичен, в воде при 15-20°С растворяется около 0,003%.

По токсичности октоген аналогичен гексогену.

Октоген, как и гексоген характеризуется высокой чувствительностью к механическим воздействиям.

Температура вспышки октогена 291°С. Октоген отличается сравнительно высокой термостойкостью: температуру 200°С выдерживает 8 ч 30 мин, 205°С - 4 ч 30 мин, 220°С - 2 ч.

2. Гексоген получают нитрацией уротропина азотной кислотой. В общем виде реакцию можно записать следующим образом:

Однако малый выход гексогена и большой расход HNO3 свидетельствует о том, что эта реакция значительно сложнее и сопровождается побочными продуктами.

Октоген получают нитролизом уротропина азотной кислотой в среде уксусного ангидрида и нитрата аммония.

2C6H12N4 + 8HNO3 + 4NH4NO3 + 12 (СН3СО)2O >3C4H8(NNО2)4 + 24CH3COOH

3. Гексоген применяется для снаряжения зарядов малого калибра, кумулятивных зарядов, в детонаторах, в капсюлях-детонаторах. В смеси с алюминиевой пудрой или с тротилом его используют для снаряжения различных боеприпасов.

Гексоген используют также в так называемых пластичных ВВ или во взрывчатых замазках. Смеси из гексогена и связывающего материала являются мягкими, пластичными и немного клейкими. Они применяются для подрывных целей, например, с их помощью можно резать металл, мостовые фермы, ткани и т.п.

Октоген как термостойкое ВВ используется в зарядах для перфорации глубоких нефтяных скважин, в термостойких капсюлях-детонаторах, детонирующих шнурах. В США его применяют при температуре до 210°С, в основном при прострелочно-взрывных работах, а также при дроблении горячих слитков, разгрузке и ремонте доменных печей и т.п.

Заключение

На основе дипломной работы можно сделать следующие выводы:

1. Изучен широкий ряд литературных источников о технологиях штатных взрывчатых веществ и о их свойствах.

2. На основе полученного материала разработаны факультативные занятия для учеников старших классов средней школы.

3. Использование данного материала при проведении факультативных занятий позволило расширить знания учащихся, совершенствовать их научное мировоззрение, выработать у школьников представление о химических технологиях взрывчатых веществ и опасности, при обращении с ними.

Литература

1. Андреев К.К. Взрыв и взрывчатые вещества. - М.: Недра, 1956. - 119 с.

2. Андреев К.К. Термическое разложение и горение взрывчатых веществ. - М.: Наука, 1966. - 346 с.

3. Андреев К.К., Горбунов В.В. Об устойчивости нормального горения порошкообразных взрывчатых веществ. - В сб.: «теория взрывчатых веществ. М.: Высшая школа, 1967. - С. 135-149.

4. Бенсон С. Основы химической кинетике. - М.: Мир, 1964. - 350 с.

5. Взрывчатые вещества, пиротехника, средства инициирования в послевоенный период. Научное издание. Издательство «Гуманистика», М-СПб, 2001.

6. Горст А.И. Химия и технология нитросоединений. - М.: Оборонгиз, 1940. - С. 341.

7. Дубнов Л.В., Бахаревич Н.С, Романов А.И. Промышленные взрывчатые вещества. - М.: Недра, 1973. - 358 с.

8. Збарский В.Л., Максимов Ю.Я., Орлова Е.Ю. О влиянии способа очисткина термическую стойкость октогена в сб. «Теория взрывчатых веществ», - М.: Высшая школа, 1967. - С. 84-92.

9. Зуйков А.И., Герасимов В.А. Промышленные взрывчатые вещества и средства взрывания. - Тула.: Мир, 1979. - 63 с.

10. Коротксявич К.Н. Взрывное дело в мирном применении. - М.: Оборонгиз, 1927.

11. Кук, Мелвин А. Наука о промышленных взрывчатых веществах. - М.: Недра, 1980. - 455 с.

12. Максимов Ю.Я. Термический распад нитропроизводных бензола. - в кн.: Теория взрывчатых веществ. - М.: Оборонгиз, 1963. - С. 338-340.

13. Мержанов А.Г., Абрамов В.Г. Тепловой взрыв взрывчатых веществ и порохов. - Черноголовка, 1979.

14. Орлова Е.Ю. Исследование кинетики нитрования в гетерогенных условиях. Сборник докладов на VIII Менделеевском съезде. Секция органической химии. - М: изд. АНСССР, 1959, 2. - С. 236.

15. Орлова Е.Ю. Нитрация динитротолуола в гетеролгенных условиях. Тезисы докладов на конфер. МХТИ. - М.: изд. МХТИ, 1945.

16. Орлова Е.Ю., Орлова Н.А., Жилин В.Ф. Октоген, получение, свойства и применение. - М: изд. МХТИ им. Д.И. Менделеева, 1970. - 57 с.

17. Орлова Е.Ю., Орлова Н.А., Жилин В.Ф. Октоген - термостойкое взрывчатое вещество. - М.: Недра, 1975.

18. Орлова Е.Ю. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ.-М.: Оборонгиз, I960. - 396 с.

19. Росси Б.Д., Поздняков 3.Г. Промышленные взрывчатые вещества и средства взрывания. Справочник. - М.: Недра, 1971. - 176 с.

20. Светлов Б.Я., Яременко Н.Е. Теория и свойства промышленных взрывчатых веществ. - М.: Недра, 1973.

21. Слипко К.К., Будлинов М.А. Взрывчатые вещества. - М.: Оборонгиз, 1939.

22. Снитко К.К. Взрывчатые вещества, краткий курс. - М.: Недра, 1939.

23. Соколов Н.А. Курс теории взрывчатых веществ. - М.: ОНТИ, 1937. - 384 с.

24. Тамбиев Г.И., Бейсбаев А.М. Технология приготовления и применения простейших ВВ. - М.: Недра, 1996.

25. Ушаков М. Справочник для инженеров и мастеров по производству взрывчатых веществ. - М.: Госхимтехиздат, 1934. - С. 171-184.

26. Холево Н.А. Чувствительность взрывчатых веществ к удару. - М.: Мир, 1974. - 136 с

Приложения

Рис. 1. Схема получения тэна одностадийным способом: 1-нитратор, 2-мерник азотной кислоты, 3-аварийный чан, 4 и 5 - вакуум-воронки, 6-вакуум - сборник отработанной кислоты, 7-разбавитель, 8-бак для воды, 9-вакуум - сборник промывной воды

Рис. 2. Схема получения тэна с непрерывным отжимом отработанной кислоты: 1-напорный бак азотной кислоты, 2-основные нитраторы, 3 - буферный нитратор, 4-вакуум-фильтр, 5-промывная колонна, 6 и 8 - напорные баки для воды, 7-вакуум-воронка, 9-отстойник отработанной кислоты, 10-сборник, 11-аварийный бак

Рис. 3, Схема перекристаллизация тэна: 1-хранилище ацетона, 2-мерник-автомат ацетона, 3-подогреватель, 4-растворитель, 5-фильтр, 6-кристаллизатор, 7 и 9-мерник воды, 8 - вакуум-воронка, 10-сборник маточного ацетона

Рис. 4 Схема получения тэна с периодическим отжимом отработанной кислоты: 1-нитраторы, 2-разбавитель, 3-фильтры, 4-промывной аппарат, 5 - нейтрализатор, 6-растворитель, 7-кристаллизатор, 8-дистилляторы, 9 - конденсаторы ацетона

Рис. 5. Схема получения гексогена окислительным методом: 1-бак для охлаждения HNО3, 2-нитратор, 3 по 8-буферные аппараты для донитоовывания, 9, 10 - аппараты для окисления, 11 по 14-охладники, 15 - центрифуга, 16-приемник, 17 - метатель, 18-автоклавы, 19-аппарат для флегматизации, 20-фильтр-воронки, 21-мешки

Рис. 6. Схема получения гексогена через сульфаминовую кислоту: 1 и 10-конденсаторы, 2 и 4-чаны для разложения, 3, 6, 9, 14 и 20 - фильтр-воронки, 7 и 12-выпарные колонны, 8 и 13-кристаллизаторы, 5, 11, 16 и 19 - мерники, 15-сушилка, 17-нитратор, 18-разбавитель, 19 - приемник

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10