Характеристика сырья и полуфабрикатов

Коллоксилин "Н"

Формула: [(С ₆Н₇0 ₂( )(( )₂)]_m [15]. Коллоксилин "Н" - сложный эфир целлюлозы и азотной кислоты. Коллоксилин является взрывчатой основой пороха и обуславливает его структурно - механические свойства. При взаимодействии с растворителем переходит в уплотненное состояние, в результате чего пороха горят параллельными слоями.

Степень замещения n=2,3 (содержание азота 11,8 - 12,1% или 188 -193,5 млNO/г), СП~300.

Коллоксилин вещество белого цвета, не имеющее запаха и вкуса. Сухой коллоксилин является бризантным взрывчатым веществом. От действия промежуточного капсюля - детонатора коллоксилин может детонировать при влажности до 10%, при 20% влажности от простого капсюля не детонирует.

При трении сухой коллоксилин электризуется, при незначительном увлажнении это свойство теряется. Поджигаемый в свободном пространстве коллоксилин быстро сгорает, полностью переходя в газообразные продукты, в закрытом пространстве коллоксилин взрывается.

По уровню чувствительности к электрическому разряду коллоксилин относится ко второй группе. С воздухом пыль коллоксилина образует взрывчатые смеси.

Коллоксилин менее гигроскопичен, чем целлюлоза. Чем больше содержание азота в коллоксилине, тем меньше поглощается им влаги.

При нагревании до 160 - 200°С коллоксилин вспыхивает. Температура вспышки зависит от степени этерификации и степени удаления из коллоксилина посторонних примесей, понижающих его химическую стойкость.

При длительном воздействии света коллоксилин сначала желтеет, а

затем медленно разлагается. Коллоксилин не набухает в холодной воде, при температуре 130 - 140°С набухает частично. Легко и неограниченно набухает в кетонах (ацетоне), уксусных эфирах (метилацетате).

Серная кислота растворяет коллоксилин, и с повышением концентрации скорость разложения увеличивается.

Коллоксилин очень чувствителен к действию щелочей - даже 1% щелочи вызывают его разложение на холоде, при этом происходит гидролиз коллоксилина, его деполимеризация. С ростом концентрации и температуры щелочи процесс омыления и распада молекул нитроклетчатки ускоряется. Коллоксилин устойчив к действию окислителей, даже к наиболее сильным перхлоратам и перманганатам.

Для получения качественных изделий из пороха состава АПЦ-235П может быть использован коллоксилин из целлюлозы марок ХЦ (хлопковая целлюлоза) и РБ (древесная целлюлоза).

Для производства коллоксилина целлюлоза обрабатывается смесью азотной и серной кислот с последующей стабилизацией раствором соды.

Меняя процентное содержание ХЦ/РБ, можно улучшить переработку массы. В изделие в действующем производстве применяются соотношения 20/80 и 50/50.

Для производства пороха применяется коллоксилин, удовлетворяющий ГОСТу В2163-73. Требования к нему представлены в таблице 3.2.

 

Таблица 3.2 – Физико-химические показатели коллоксилина “Н”

Показатель	Значение
Массовая доля азота в1г коллоксилина в пересчете на мл N0, в пределах	189.0-194.5
Растворимость в этиловом спирте, %, не более
Вязкость 2% - го раствора в ацетоне, в пределах	1.9-3.0

 

 

Продолжение таблицы 3.2

Химическая стойкость при t = 132 ±0.4°С, мл N0 в 1г коллоксилина, не более	2.5
Массовая доля щелочи в пересчете на СаСОг, %, не более	0.2
Массовая доля золы, %, не более	0.5
Массовая доля влаги, %, не менее	25-45
Степень измельчения по ситовому анализу, %, не более 0.63	0.2
остаток на сите, %, не более 0.16	6.3
Засорение коллоксилина посторонними включениями (видимыми на глаз - щепа, окалина)	Не допускается

 

Нитроглицерин (НГЦ)

 

Формула:

СН₂ - ON0₂

|

СН₂ - ON0₂

|

СН₂ - ON0₂

НГЦ (тринитрат глицерина)- полный сложный эфир глицерина и азотной кислоты.

НГЦ является мощным взрывчатым веществом, характеризующимся высокой чувствительностью к механическим воздействиям и к тепловому импульсу. Теплота взрыва 1500 ккал/кг, скорость детонации 7770 м/с, температура вспышки 200 - 205°С, способен взрываться при очень слабом ударе, поэтому он опасен в обращении. При повышении температуры чувствительность НГЦ к удару увеличивается.

 

ПДК(НГЦ) = 0,02 мл/л.

В порохах НГЦ используется как основной пластификатор, а также как энергоноситель.

НГЦ - это маслянистая бесцветная жидкость. Его плотность при температуре 4°С составляет 1614кг/м³,а при температуре 25°С составляет 1591 кг/м³ Вязкость НГЦ в два раза выше чем у воды и понижается с повышением температуры. НГЦ должен удовлетворять требованиям ГОСТа В19923-80, которые приведены в таблице 3.3.

 

Таблица 3.3 - Физико-химические показатели НГЦ

Показателя	Значение
Внешний вид	Прозрачная, или желтоватая жидкость
Содержание влаги, %, не более	0.5
Содержание азота, %, не более	18.4
Содержание щелочи в пересчете на СаСО3, %, не более	0.01
Химическая стойкость по йодокрахмальной пробе при 72°С, мин

 

Коэффициент β для НГЦ равен +17,3. Коэффициент β показывает, на сколько меняется калорийность пороха при изменении содержания данного компонента на 1%.

НГЦ оказывает токсическое действие на организм человека. Оно выражается в сильной головной боли с ощущением давления в лобной и затылочной частях головы, сопровождаемой иногда тошнотой и рвотой. НГЦ проникает в организм человека через кожу и дыхательные пути.

 

Централит №2 (дифенилдиметилмочевина)

 

Формула:

 

С₆Н₅ - N - С - N - С₆Н₅

| || |

СН₂ О СН₂

Централит №2 (Ц№2) применяется в качестве стабилизатора

химической стойкости пороха. Он связывает и нейтрализует окислы азота и другие кислые продукты частичного разложения НГЦ и коллоксилина и тем самым предотвращает автокаталитическое ускорение разложения. Он также выполняет роль регулятора теплоты сгорания.

Ц№2 нерастворим в воде, но хорошо растворяется в НГЦ, спирте, ацетоне, эфире, и других ароматических соединениях.

Плотность Ц№2 1200 кг/м³.

Ц№2 - горючее вещество, слабого токсического действия, относится к классу умеренно опасных соединений. Пары и пыль Ц№2 вызывают раздражение слизистых оболочек и дыхательных путей человека. Температура воспламенения Ц№2 равна 175°С.

Ценралит №2, применяемый в производстве должен соответствовать требованиям ГОСТа 2154 - 77, которые приведены в таблице 3.4.

 

Таблица 3.4 - Физико-химические показатели централита №2

Показателя	Значение
Температура затвердевания
Внешний вид	Белый порошок
Содержание влаги, %, не более	0.5
Содержание нерастворимых в спирте веществ, %, не более	0.05
Остаток после прокаливания, %, не более	0.05
Реакция водной вытяжки на лакмус	нейтральная
Температура плавления, °С

 

Масло индустриальное

В производстве пороха применяется индустриальное масло И-8А. Коэффициент β= -32.5.

Назначение индустриального масла - технологическая добавка для облегчения процесса для облегчения процесса переработки пороховой массы, выполняющая роль смазки снижающей трение при механической обработке состава.

 

Индустриальное масло - это бесцветная прозрачная жидкость с плотностью 875 - 880 кг/м³. Она состоит из смеси углеводородов парафинового ряда с примесью непредельных соединений с температурой кипения 360°С.

Индустриальное масло не растворяется в эфире, бензине и других органических растворителях, и сплавляется с воском, стеарином, жирами.

Индустриальное масло, применяемое в производстве, должно удовлетворять требованиям ГОСТа 20799 - 75, которые приведены в таблице 3.5.

Таблица 3.5 - Физико-химические показатели индустриального масла

Показателя	Значение
Вязкость при температуре 50°С, Э	1.5-1.7
Содержание золы, %, не более	0.005
Температура вспышки, °С
Температура застывания, °С, не более
Вода, водорастворимые и механические примеси должны отсутствовать.

 

Вещество Ц-2 (тетранитрозотетраазадекалин)

 

Формула:

 

 

NO NO

Вводится в состав пороха в качестве наполнителя. Коэффициент β =+5,0.

Вещество Ц-2 - пылящий, высокодисперсный кристаллический порошок белого цвета со средним массовым размером частиц 1,5-2 мкм. Плотность Ц-2 составляет 1670 кг/м³. Вещество Ц-2 нерастворимо в НГЦ, и это позволяет исключить выкристаллизовывание его из пороха в процессе хранения и эксплуатации.

Ц-2 химически совмещается с компонентами баллиститного пороха. Это взрывчатое вещество. Чувствительность сухого Ц-2 к удару груза 10кг с высоты 0,25 м составляет 92%. Во влажном состоянии оно не чувствительно к механическим воздействиям (влаги не менее 25%).

Транспортировка, хранение и использование Ц-2 производится во влажном состоянии. Вещество Ц-2 обладает достаточно высокой энтальпией образования +320ккал/кг, достаточной термической прочностью, хорошими технологическими свойствами. Температура плавления 250°С. Коэффициент обеспеченности кислородом - 0,23. Вещество Ц-2 должно удовлетворять требованиям ОСТа 84 - 1720 - 89.

 

 

Полиметилсилоксановая жидкость (ПМС)

 

Формула:

 

 

Коэффициент β = -7,3 ПМС эффективная антиэрозионная добавка, использование которой позволяет снизить разгарно-эрозионное действие на канал ствола в 1,5 раза.

ПМС является бесцветной жидкостью, с плотностью 980 кг/м³. ПМС должно соответствовать требованиям ГОСТа 13032-77.

 

Углерод (сажа) марок КГО-250, КГО-200

Углерод в производстве пороха применяется в качестве регулятора

скорости горения. Коэффициент β = -32,0.

Углерод - пожароопасное вещество. Температура

самовоспламенения 250-440°С.

Углерод должен соответствовать ТУ 51 -80-82.

 

Двуокись титана марки ТЭ

 

Двуокись титана TiO₂ вводится в состав пороха, как стабилизатор горения. Коэффициент β = 0.

Двуокись титана - бесцветный или слегка синеватый кристаллический порошок с кристаллами тетрагональной формы. Удельный вес 4260 кг/м³. Плавится при температуре 1640°С с разложением. В воде не растворяется, реагирует со щелочами, серной кислотой. Двуокись титана должна соответствовать ТУ6-10-1363-78.

 

Фторопласт

 

В производстве пороха применяются марки 4Д, Ш, Л. Фторопласт -наполнитель улучшающий механические характеристики пороха. Коэффициент β =+4.1.

Фторопласт, применяемый в производстве пороха должен соответствовать требованиям ГОСТа 14906 - 77.

 

 

Стеарат цинка

 

Формула:

(С₁₇Н₃₅ -C00₂)Zn

Стеарат цинка является наиболее эффективной технологической добавкой, его вводят в пороха повышенной жесткости, в дополнении к индустриальному маслу сверх 100%.

Стеарат цинка это белое кристаллическое вещество, представляет собой смесь цинковых солей пальметиновых и олеиновых кислот.

Согласно ТУ 6-09-4262-79, стеарат цинка должен иметь:

- кислотное число, не более 3.0;

- содержание влаги не более 2%;

- коэффициент β 0.