DE2345070C3 - Verkapseltes, leicht handhabbar gemachtes Sprengmittel - Google Patents
Verkapseltes, leicht handhabbar gemachtes SprengmittelInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein verkapseltes, leicht handhabbar gemachtes Sprengmittel, bestehend aus
mindestens einer flüssigen Verbindung als Kern und einer die Hülle bildenden hochmolekularen Verbindung.
Die Verwendung von explosiven flüssigen Verbindungen allein, wie Glycerintrinitrat, Äthylenglykoldinitrat
u. dgl., ist mit Schwierigkeiten verbunden, weil sie eine
große Sprengkraft haben und gegenüber Schlag und Reibung hochempfindlich sind. Um diese Nachteile
auszuschalten, entwickelte A. Nobel im Jahre 1866 das Gurdynamit durch Absorbieren von Glycerintrinitrat
in Kieselgur, die Hochleistungssprenggelatine im jähre 1875 durch Absorbieren von Glycerintrinitrat in
Nitrocellulose, das Wetterdynamit im Jahre '.876 durch Verwendung eines Gemisches von Glycerintrinitrat und
Äthylenglykoldinitrat und das Ammongelatinedynamit im Jahre 1879 durch Anwendung von Ammoniumnitrat.
Bei diesen Verfahren werden Glycerintrinitrat, Äthylenglykoldinitrat u.dgl. in einem festen Stoff
absorbiert, um einen Sicherheitssprengstofizu erhalten.
Andererseits ist es aus ,>Verfahrenstechnik« 4 (1970),
Nr. 9 ganz allgemein bekannt, daß Sprengstoffe oder zncb. Flüssigkeiten eingeksp??!· «'ργΗρπ können, iedoch
wird hier die besondere Problematik, die sich bei hochexplosiven flüssigen Verbindungen, wie Nitraten,
Nitroverbindungen u. dgl., ergibt, weder angesprochen noch einer Lösung nähergeführt. Auch hat man schon
verdampfbare flössige Treibstoffe (DT-AS Π 51 784)
sowie Diazoverbindungen (DT-OS 15 42 260) eingekapselt, aber auch derartige Kernmaterialien sind von ihren
Eigenschaften her grundlegend anders geartet als hochexplosive Flüssigkeilen.
Aufgabe der Erfindung ist es dagegen, ein Sprengmittel mit sehr guter Stabilität und leichter Handhabbarkeit
zu schaffen. Überraschenderwei .e wurde festgestellt, daß diese Aufgabe, d. h. das Fixieren von hochexplosiven
flüssigen Verbindungen, erfindungsgemäß durch gezielte Auswahl von ganz bestimmten Hüllenmaterialien
höchst zufriedenstellend gelöst werden kann.
Die verkapselten, leicht handhabbar gemachten Sprengmittel der eingangs genannten Art zeichnen sich
deshalb erfindungsgemäß dadurch aus, daß die flüssige Verbindung eine explosive flüssige Verbindung der
Gruppe
Glycerintrinitrat, Glycerindinitrat,
Glycerintrinitrat, Glycerindinitrat,
Äthylenglykoldini trat, Diäthylenglykoldinitrat,
Triäthylenflykoldinitrat, Trimethylenglykoldinitrat,
Diglycerintetranitrat, Monochlorhydrindinitrat,
Acetylglycerindinitrat, 1,2,3-Butantrioltrinitrat,
Triäthylenflykoldinitrat, Trimethylenglykoldinitrat,
Diglycerintetranitrat, Monochlorhydrindinitrat,
Acetylglycerindinitrat, 1,2,3-Butantrioltrinitrat,
ίο 2-NiiΓθ-2-oxymethyI-1 J-propai.dioltrinitrat,
2-Methyl-2-oxymethyi-1,3-propandioltrinitrat,
Nitrobenzol, Tetranitromethan oder eines ihrer mit Nitrocellulose gelatinierten Produkte und die hochmoleki'are Verbindung Polyurethan. Polyharnstoff, Epo-
2-Methyl-2-oxymethyi-1,3-propandioltrinitrat,
Nitrobenzol, Tetranitromethan oder eines ihrer mit Nitrocellulose gelatinierten Produkte und die hochmoleki'are Verbindung Polyurethan. Polyharnstoff, Epo-
:s xidharz oder Polystyrol ist.
Bei diesen erfindungsgemäßen Sprengmiiteln beträgt
die Menge an Sprengstoff, bezogen auf das Gesamtgewicht des Mittels, vorzugsweise 80 bis 95 Gew.-°/o.
Durch das erfindungsgemäße Einkapseln von Glycerintrinitrat oder anderen flüssigen Sprengstoffverbindungen, die in flüssigem oder gelatiniertem Zustand hochempfindlich sind und deren Handhabung extrem gefährlich ist. oder der g atinierten Produkte dieser flüssigen Sprengstoffverbindungen mit spezifisch be-
Durch das erfindungsgemäße Einkapseln von Glycerintrinitrat oder anderen flüssigen Sprengstoffverbindungen, die in flüssigem oder gelatiniertem Zustand hochempfindlich sind und deren Handhabung extrem gefährlich ist. oder der g atinierten Produkte dieser flüssigen Sprengstoffverbindungen mit spezifisch be-
grenzten synthetischen Harzen, wie sie vorstehend
genannt sind, kann die Empfindlichkeit der flüssigen
Sprengstoffverbindungen in nicht vorhersehbarer Weise herabgesetzt werden, so daß größtmögliche Sicherheit
und einfache Handhabbarkeit erzielt werden.
Außerdem kann durch den Erfindungsgegenstand die Sprengkraft von Sprengmitteln beträchtlich erhöht
werden, da der Gehalt an flüssigen Sprengstoffverbindungen oder ihren gelatinierten Produkten als Sprengstoffkomponente
in den Sprengmitteln gegenüber den bekannten Produkten erheblich erhöht werden kann,
ohne daß dies eine erhöhte Gefährdung bei der Handhabung bedeutet
Das Mikroverkapselungsverfahren ist an sich bekannt; es findet bereits beispielsweise Anwendung auf
dem Gebiet der Herstellung druckempfindlicher Kopierpapiere, von magneiaufzeichnungsrnaterialien, von
Arzneimitteln, Pestiziden, Düngemitteln u.dgl., bisher jedoch nicht bei der Herstellung von Sprengstoffen,
insbesondere ai ^ explosiven flüssigen Verbindungen
oder ihren gelatinierten Produkten.
Die Mikrokapseln nach der Lr-findung werden wie
folgt hergestellt.
Eine explosive flüssige Verbindung wird zusammen mit Methylcellulose, einem grenzflächenaktiven Mittel
u. dgl., in Wasser dispergiert, das Monomere der
hochmolekularen Verbindung, die die Kapselwände bzw. -hülle bilden soll, wird dem Dispersionssystem
zugesetzt und erforderlichenfalls wird noch ein Polymerisationsinitiator und gegebenenfalls -beschleuniger
oder ein reaktionsfähiges Monomeres dazugegeben, und das erhaltene Gemisch der Polymerisationsreaktion
unterworfen.
Nach diesem Verfahren ist es möglich, Mikrokapseln zu erzeugen, die eine explosive flüssige Verbindung in
einer Menge von etwa 80 bis 95 Gew.-°/o enthalten.
Die gemäß der Erfindung hergestellten mikroverkapselten Sprengmittel haben folgende sie besonders
auszeichnende Eigenschaften: 1. eine hohe Sprengkraft, 2. eine geringe Empfindlichkeit und 3. einen niedrigen
Dampfdruck. Außerdem können die Mikrokapseln leicht gewogen, abgefüllt und transportiert werden, weil
sie äußerst fest sind.
Die Mikrokapseln sind besonders vorteilhaft als
Treibmittel von Geschossen leichter Waffen oder von Geschützen sowie von Raketen und weiterhin als
hochexplosives Sprengmittel für spezielle Anwendungsgebiete verwendbar.
Bei den konventionellen Sprengmittein liegt die obere Grenze des Mischungsverhältnisses von explosiven
flüssigen Verbindungen zu festem Stoff bei etwa 50 :50 (bezogen auf das Gewicht). Wenn dagegen die
mikroverkapselten Sprengmittel gemäß der Erfindung an anderen festen Stoffen zur Erzeugung von
Sprengmitteln vermischt werden, ist es möglich, ein Mischungsverhältnis (gewichtsmäßig) von explosiver
flüssiger Verbindung zu festem Stoff von 80:20 bis 95:5 vorzusehen. Dadurch können Treibmittel für
Geschosse und Raketen und hochexplosive Sprengmittel
mit höherer Energie je Volumeneinheit erhalten . werden.
Wenn Glycerinumitrat, Äthylenglykoldinitrat u.dgl.
zur Herstellung von Sprengmitteln mit anderen Stoffen vermischt werden, i-.t das Mischen im allgemeinen
gefährlich. Wenn oagegen die mikroverkapselten Sprengmittel nac1! der Erfindung mit anderen Stoffen
vermischt werden, ist dies ungefährlich und sicher, weil die explosive flüssige Verbindung durch eine Schutzhülle
aus einer hochmolekularen Verbindung abgeschirmt ist.
Wie zuvor er'^utert, können die mikroverkapselten Sprengmittel nach der Erfindung vorteilhaft zusammen
mit anderen Materialien eingesetzt werden. Das Sprengmittel als solches kann jedoch auch allein als
Treibmittel für Geschosse von leichten Waffen und Artillerie und als Raketentreibmittel verwendet werden.
Außerdem ist das Sprengmittel als hochexplosiver Sprengstoff verwendbar. Beispielsweise ist es bei
Unterwasser- und Gebäude- od. dgl. Sprengungen anwendbar; außerdem kann es bei verschiedenen
Munitions- und Sprengkörpern eingesetzt werden. Deshalb ist das mikroverkapselte Sprengmittel für die
industrielle Anwendung sehr vorteilhaft.
!n der. folgenden Beispielen ist der Gegenstand der
Erfindung im einzelnen näher erläutert. In den Beispielen sind die genannten Teile sämtlichst Gewichtsteile.
Die nach den Beispielen erhaltenen Produkte wurden einer Fallhammerempfindlichkeitsprüfung, einer Warmebeständigkeitsprüfung
(65° C) und einer Sprengkraftprüfung gemäß den in JIS K. 4818-1968-Prüfungsbestimmungen
(»Test Method of Performances of Explosives«) unterzogen.
40 Teile Glycerintrinitrat wurden in 100 Teilen wäßriger Lösung, die 0,1 Teil Methylcellulose enthielt,
dispergiert. Danach wurde ein Gemisch von 6,4 Teilen Toiuoldiisocyanat und 10 Teilen Xylol dem Dispersionssystem
zugesetzt; das erhaltene Gemisch wurde bei Raumtemperatur gerührt. Als das Gemisch eine
Emulsion gebildet hatte, wurden 4 Teile Diäthylenglykol zugesetzt, und es wurden weitere 4 bis 5 Stunden
gerührt, wobei die Reaktion stattfand und sich Kapseln mit einer Korngröße von etwa 300 μ bildeten. Diese
Kapseln wurden mit Wasser gewaschen und getrocknet.
Die Empfindlichkeits- und die Stabilitätsprüfung dieser Kapseln hatten folgende Ergebnisse:
Fallhammerempfindlichkeit:
8. Grad (Die Fallhöhe eines Hammers, der nach 6maligem Herabfallen eine einmalige Explosion
auslöst, beträgt nicht weniger als 50 cm).
Wärmebeständigkeit bei 65° C:
Wärmebeständigkeit bei 65° C:
langer als 50 Minuten.
Verpuffungstemperatur:
Verpuffungstemperatur:
2400C.
Die Sprengkraftprüfung des Endproduktes erjab, daß das Sprengmittel eine Sprengkraft von 140, bezogen auf
die Sprengkraft 100 von TNT. hatte.
40 Teile Äthylenglykoldinitrat wurden in 1Ü0 Teilen einer 0,1 Teil Methylcellulose enthaltenden wäßrigen
Lösung dispergiert, und dann wurde ein Gemisch von 5 Teilen 1.5-Naphtha!indiisocyanat und 5 Teilen Xylol
dem Dispersionssystem züge em. Das erhaltene Gemisch
wurde bei Raumtemperatur gerührt. Als das Gemisch eine Emulsion gebildet hatte, wurden 3 Teile
Äthylenglykol zugesetzt, und zur Durchführung der Reaktion und Bildung feinkörniger Kapseln wurden
noch weitere 4 bis 5 Stunden gerührt. Die erhaltenen Kapseln wurden mit Wasser gewaschen und getrocknet.
Die Kapseln hatten folgende Eigenschaften:
Fallhammerempfindlichkeit:
8. Grad.
Wärmebeständigkeit bei 65° C-
Wärmebeständigkeit bei 65° C-
länger als 50 Minuten.
Dampfdruck bei 25°C:
Dampfdruck bei 25°C:
0,0001 mm Hg.
24 Teile Glycerintrinitrat und 16 Teile Äthylenglykoldinitrat
wurden in 100 Teilen einer 0,1 Teil Methylcellulose enthaltenden wäßrigen Lösung dispergiert und
dann wurde ein Gemisch von 6,4 Teilen Toiuoldiisocyanat und 5 Teilen Xylol dem Dispersionssystem
zugesetzt. Das erhaltene Gemisch wurde bei Raumtemperatur gerührt. Nachdem das Gemisch eine Emulsion
gebildet hatte, wurden 7,6 Teile Diäthylentriamin zugesetzt, und zur Durchführung der Reaktion jnd der
Bildung feinkörniger Kapseln wurde noch weitere 4 bis 5 Stunden gerührt. Die auf diese Weise gebildeten
Kapseln wurden mit Wasser gewaschen und getrocknet.
Diese Kapseln hatten folgende Eigenschaften:
Fallhammerempfindlichkeit:
8. Grad.
Wärmebeständigkeit bei 65°C:
Wärmebeständigkeit bei 65°C:
länger als 50 Minuten.
Zum Vergleich wurde Glycerintrinitrat geprüft. Es hatte eine Fallhammerempfindlichkeit 2. bis 3. Grades
und eine Wärmebeständigkeit bei 65°C von 20 Minuten.
Die Fallhammerempfindlichkeit 2. Grades ist wie folgt definiert: Die Fallhöhe des Hammers, der nach
6maligem Herabfallen eine einmalige Explosion auslöst, beträgt zwischen 5 cm und 10 cm.
Bei einer Fallhammerempfindlichkeit 3. Grades beträgt die Fallhöhe des Hammers zwischen 10 cm und
15 cm.
Ein Gemisch von 40 Teilen Glycerintrinitrat und 0,1 Teil Nitrocellulose wurde in 100 Teilen einer 0,1 Teil
Methylcellulose enthaltenden wäßrigen Lösung ''ispergiert. Es wurden 6,4 Teile Toiuoldiisocyanat zugesetzt,
und das erhaltene Gemisch wurde bei Raumtemperatur
gerührt. Nachdem das Gemisch eine Emulsion gebildet hatte, wurden 4 Teile Diäthyienglykoi zugesetzt, und zur
Bildung feinkörniger Kapseln wurde noch weiter gerührt. Die so gebildeten Kapseln wurden mit Wasser
gewaschen und getrocknet.
Diese Kapseln hauen folgende Eigenschaften:
Fal!hammerempfindlichkeit:
8. Grad.
Wärmebeständigkeit bei 65°C:
Wärmebeständigkeit bei 65°C:
länger als 50 Minuten.
BeispiU 5
Ein Gemisch von 40 "!„!!en 2-. "iro-2-oxymethyl-l,3-propandiol-trinitrat
und "" 'eilen Styrol wurde zu 100 feilen einer G1I Teil Methylcellulose enthaltenden
wäßrigen Lösung zugesetzt, und das erhaltene Gemisch wurde bei Raumtemperatur gerührt: Nachdem das
Gemisch eine Emulsion gebildet hatte, wurden 0,1 Teil Kobaltnaphthenat und 1 Teil Methylätnykelonperoxid
zugesetzt, und zur Bildung von Kapseln wurde weiter gerührt. Die so gebildeten Kapseln wunlen mil Wasser
gewaschen und getrocknet.
Diese Kapsein hatten folgende Eigenschaften:
Fallhammerempfindlichkeit:
8. Grad.
Wärmeempfindlichkeit bei 051X:
Wärmeempfindlichkeit bei 051X:
länger als 50 Minuten
Claims (2)
1. Verkapseltes, leicht handhabbar gemachtes
Sprengmittel, bestehend aus mindestens einer flüssigen Verbindung als Kern und einer die Hülle
bildenden hochmolekularen Verbindung, dadurch
gekennzeichnet, daß die flüssige Verbindung eine explosive flüssige Verbindung der Gruppe
Glycerintrinitrat, Glycerindinitrat. Äthylenglykoldinitrat, Diäthylenglykoldinitrat. Triäthylenglykoldinitrat.
Trimethylenglykoldinitrat. Diglycerintetranitrat. Monochlorhydrindinitrai. Acetylglycerindinitrat.
I.2,3-Butantriol!rinitrat. 2-Nitro-2-oxymethyl-U-propandioltrinitrat.
2-Methyl-2-oxymethyl-I.J-propandioltrinitrat. Niirobenzol, Tetranitromethan
oder eines ihrer mit Nitrocellulose gelatinierten Produkte und die hochmolekulare Verbindung
Polyurethan. Polyharnstoff. Epoxidharz oder Polystyrol ist.
2. Sprengmittel nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Sprengstoff,
bezogen auf das Gesamtgewicht des Mittels 80 bis 95Gew.-%be.,ägt.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9057272A JPS5535359B2 (de) | 1972-09-09 | 1972-09-09 | |
| JP9057272 | 1972-09-09 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2345070A1 DE2345070A1 (de) | 1974-04-04 |
| DE2345070B2 DE2345070B2 (de) | 1977-02-17 |
| DE2345070C3 true DE2345070C3 (de) | 1977-10-06 |
Family
ID=
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