Взрывчатые вещества

ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА (ВВ), индивидуальные в-ва или смеси, способные под влиянием к.-л. внеш. воздействия (нагревание, удар, трение, взрыв другого ВВ и т.п.) к быстрой самораспространяющейся хим. р-ции с выделением большого кол-ва энергии и образованием газов (см. Взрыв). Р-ция, возникшая в ограниченном объеме в-ва, распространяется по ВВ благодаря передаче энергии по массе в-ва. Расстояние, на к-рое перемещается фронт р-ции в единицу времени, наз. скоростью взрывчатого превращения.

Для ВВ характерны два режима хим. превращения -детонация и горение. При детонации р-ция распространяется очень быстро (1-10 км/с в зависимости от природы ВВ, св-в и размеров заряда) в результате передачи энергии посредством ударной волны. Материалы, находящиеся в контакте с зарядом детонирующего ВВ, сильно деформируются и дробятся (местное, или бризантное, действие взрыва), а образующиеся газообразные продукты при расширении перемещают их на значит.расстояние (фугасное действие). Бризантное действие зависит от плотности заряда и скорости детонации, фугасное действие определяется теплотой взрыва, объемом и составом выделившихся газообразных продуктов.

При горении распространение р-ции обеспечивается передачей энергии к непрореагировавшему в-ву в результате теплопроводности. Скорость горения (от десятых долей мм/с до десятков см/с) в значительно большей степени зависит от природы ВВ, чем скорость детонации. Небольшие добавки катализаторов, повышение начальных т-ры и давления увеличивают скорость горения.

Горение при определенных условиях может переходить в детонацию. По условиям этого перехода ВВ делят на инициирующие взрывчатые вещества (первичные ВВ), бри-зантные взрывчатые вещества (вторичные ВВ) и пороха (метательные ВВ). Инициирующие ВВ воспламеняются от слабого импульса и горят в десятки и даже сотни раз быстрее других, их горение легко переходит в детонацию при атмосферном давлении. Горение порохов не переходит в детонацию даже при давлениях в сотни МПа. Бризантные ВВ занимают промежут. положение между порохами и инициирующими ВВ. В соответствии с этим пороха применяют в режиме горения в ствольном оружии, в кач-ве твердого ракетного топлива; бризантные ВВ - в режиме детонации для пром. взрывных работ, снаряжения боеприпасов и др.; инициирующие - для возбуждения взрывчатого превращения других ВВ.

ВВ способны к самопроизвольному термич. разложению, к-рое со временем приводит к потере необходимых св-в. Способность сохранять эксплуатационные св-за при переработке и хранении (хим. стойкость) - важная характеристика ВВ. Разложение ВВ при затрудненном теплоотводе может привести к саморазогреву и тепловому взрыву. ВВ опасны в обращении. Их взрывчатые превращения вызываются простыми воздействиями, чувствительность к к-рым всегда учитывается при работе с ВВ.

Важнейшие представители индивидуальных ВВ: из ароматич. нитросоединений - тринитротолуол (тротил, тол), тринитрофенол, тринитроксилол и др.; из нитраминов - гексоген, октоген, тетрил; из нитроэфиров - нитроглицерин, целлюлозы нитраты, пентаэритриттетранитрат (ТЭН); из солей неорг. к-т - аммония нитрат, аммония перхлорат, свинца азид. Большинство применяемых ВВ представляют собой смеси (смесевые ВВ), в кач-ве компонентов к-рых используют как взрывчатые, так и невзрывчатые соединения. В последнем случае смеси содержат в-ва, способные окисляться, или горючее (напр., порошкообразный металл, древесная мука), и окислитель (напр., NH₄C1O₄, NH₄NO₃, HNO₃, N₂O₄). Примеры бризантных смесевых ВВ: октоген или гексоген и тротил; динамиты-нитроглицерин, нитрогликоль или диэтиленгликолъдиншпрат и древесная мука; аммониты - NH₄NO₃ и нитросвединения; динамоны -NH₄NO₃ и древесная мука или др. орг. горючее; аммоналы - NH₄NO₃ с порошкообразным А1; игданиты - NH₄NO₃ и дизельное топливо; жидкие смеси конц. HNO₃ или N₂O₄ c горючим. Используются также смеси мощных индивидуальных ВВ с флегматизаторами (парафин и др. легкоплавкие в-ва), позволяющими улучшить технол. св-ва ВВ, снизить их чувствительность к внеш. воздействиям. В целях повышения безопасности применения бризантных ВВ в шахтах, опасных по пыли и газу, в их состав вводят пламегасители, или ингибиторы горения, обычно соли щелочных металлов (NaCl и др.). Такие смеси наз. предохранительными взрывчатыми веществами (антигризутными). Их разновидности-селективно-детонирующие ВВ, представляющие собой смеси NH₄C1, NaNO₃ и нитроглицерина. Для эксплуатации зарядов при повышенных т-рах (напр., при разработке глубоких нефтяных скважин) применяют термостойкие взрывчатые вещества, напр. тринитробензол, октоген, диаминотринитробензол, гексанитростильбен.

Главное требование, предъявляемое к порохам, метательным ВВ, - надежная устойчивость горения в жестких условиях применения (быстро растущее давление до десятков и сотен МПа, большие динамич. перегрузки, перепады т-ры). Оно удовлетворяется введением в смеси связующего (полимера), благодаря к-рому получают монолитный высокопрочный нехрупкий заряд. В кач-ве метательных ВВ в ствольных системах используют пороха на основе нитрата целлюлозы: пироксилиновые и баллиститы. В ракетных системах в осн. применяют композиции, содержащие небольшое кол-во полимерного связующего, окислитель (гл. обр. NH₄C1O₄), горючее (А1), а иногда и мощные индивидуальные ВВ; используют также баллиститы.

Инициирующие ВВ - гремучая ртуть и азид свинца. В случае малочувствительных ВВ инициирующие устройства содержат также небольшой промежут. заряд бризантного ВВ. Для возбуждения горения порохов используют смеси гремучей ртути, свинца тринитрорезорцината или тетразена с добавками, повышающими чувствительность к мех. воздействию.

Ряд взрывчатых смесей на основе таких окислителей, как хроматы, дихроматы, хлораты, пероксиды, оксиды, нитраты металлов, в сочетании с горючими добавками применяют в пиротехнике (см. Пиротехнические составы). Мировое произ-во ВВ неск. млн. т/год.

Первым ВВ, примененным человеком, был дымный порох, изобретенный в Китае в 7 в. В Европе он известен с 13 В. Б. С. Светлов.