RU2756556C1 - Lead trinitroresorcinate modified with carbon nanotubes and method for production thereof - Google Patents

Abstract

FIELD: explosives.SUBSTANCE: group of inventions relates to explosives usable for manufacturing igniter primers and initiation means for the mining industry. In order to produce lead trinitroresorcinate modified with carbon nanotubes, containing those by weight from 0.01% to 0.1% of the mass of lead trinitroresorcinate, a suspension of carbon nanotubes is introduced into a solution of magnesium styphnate during synthesis calculated as 0.01% to 0.1% of the mass of lead trinitroresorcinate. A solution of lead nitrate is poured into the resulting solution. After separation of crystals the reaction mass is filtered while mixing, washed with water, dehydrated and dried.EFFECT: reduction in the specific volumetric electrical resistance of lead trinitroresorcinate to values of 1 ohm∙m to 5*104ohm∙m is ensured.2 cl

Description

Изобретение относится к области производства взрывчатых веществ и изделий на их основе, а именно к производству инициирующих взрывчатых веществ, используемых при создании средств инициирования, в частности к модифицированному углеродными нано материалами тринитрорезорцинату свинца.The invention relates to the field of production of explosives and products based on them, namely to the production of initiating explosives used in the creation of means of initiation, in particular to lead trinitroresorcinate modified with carbon nano materials.

Продукт, полученный предложенным способом, в виде отдельных мелких кристаллов с включениями углеродных нано материалов с наличием электрической проводимости (удельное объемное электрическое сопротивление от 1 Ом⋅м до 5*10⁴ Ом⋅м) может быть использован при изготовлении средств инициирования и передачи детонации, применяемых в горнорудной промышленности. Включение углеродных наноматериалов в состав взрывчатых веществ обеспечивает достижение электропроводности и электростатической диссипации (антистатической).The product obtained by the proposed method, in the form of individual fine crystals with inclusions of carbon nano material with the presence of the electrical conductivity (specific electrical volume resistivity of 1 ohm-m to 5 * April ¹⁰ ohm-m) can be used in the manufacture of the means of initiation and detonation transfer, used in the mining industry. The inclusion of carbon nanomaterials in the composition of explosives ensures the achievement of electrical conductivity and electrostatic dissipation (antistatic).

При изготовлении капсюлей-воспламенителей и средств инициирования для горнорудной промышленности в производстве широко применяется такое взрывчатое вещество как тринитрорезорцинат свинца (ТНРС, стифнат свинца). Существующие технологии отработаны на получение такого продукта, обеспечивающего технические требования при изготовлении средств инициирования.In the manufacture of primers and initiators for the mining industry, such an explosive as lead trinitroresorcinate (TNRS, lead styphnate) is widely used in production. The existing technologies have been worked out to obtain such a product that meets the technical requirements for the manufacture of initiation means.

Основным недостатком получаемого тринитрорезорцината свинца известными способами является низкая сыпучесть и отсутствие электропроводимости, удельное объемное электрическое сопротивление превышает 1*10⁸ Ом⋅м, что не позволяет происходить электростатической диссипации и делает технологические операции с использованием тринитрорезорцината свинца особоопасными.The main disadvantage of the obtained lead trinitroresorcinate by the known methods is low flowability and lack of electrical conductivity, specific volumetric electrical resistance exceeds 1 * 10 ⁸ Ohm⋅m, which does not allow electrostatic dissipation to occur and makes technological operations using lead trinitroresorcinate especially dangerous.

Открытие углеродных нанотрубок произошло относительно недавно и по этой причине их применение в настоящее время ограничено лишь определенными отраслями и направлениями, в частности: микроэлектроника, капиллярные, оптические применения, медицина, генераторы энергии и двигатели, источники тока.The discovery of carbon nanotubes happened relatively recently and for this reason their application is currently limited only to certain industries and areas, in particular: microelectronics, capillary, optical applications, medicine, energy generators and motors, current sources.

В настоящее время на практике углеродные нанотрубки практически не применяются в производстве взрывчатых веществ, используемых для изготовления капсюлей-воспламенителей и средств инициирования для горнорудной промышленности.At present, in practice, carbon nanotubes are practically not used in the production of explosives used for the manufacture of primers and initiators for the mining industry.

Задачей настоящего изобретения является разработка простого способа модифицирования тринитрорезорцината свинца углеродными нанотрубками для повышения сыпучести и электропроводнностью.The object of the present invention is to provide a simple method for modifying lead trinitroresorcinate with carbon nanotubes to increase flowability and electrical conductivity.

Преимуществами предлагаемого решения является:The advantages of the proposed solution are:

- использование материалов, сырья, применяемых в валовом производстве;- use of materials, raw materials used in gross production;

- применение легко поддерживаемых в производственных условиях режимов синтеза, обеспечивающих качество получаемого продукта;- the use of synthesis modes that are easily maintained in production conditions, ensuring the quality of the resulting product;

Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение удельного объемного электрического сопротивления тринитрорезорцината свинца до величин от 1 Ом⋅м до 5*10⁴ Ом⋅м и за счет этого увеличение сыпучести.The technical result of the claimed invention is to reduce the specific volumetric electrical resistance of lead trinitroresorcinate to values from 1 Ohm⋅m to 5 * 10 ⁴ Ohm⋅m and thereby increase flowability.

Технический результат достигается за счет модификации тринитрорезорцината свинца углеродными нанотрубками. Модификация проводится введением нанотрубок в виде суспензии в реакционную смесь в момент синтеза тринитрорезорцината свинца. За счет введения углеродных нанотрубок в момент синтеза, нанотрубки распределяются по кристаллу тринитрорезорцината свинца равномерно.The technical result is achieved by modifying lead trinitroresorcinate with carbon nanotubes. The modification is carried out by introducing nanotubes in the form of a suspension into the reaction mixture at the time of the synthesis of lead trinitroresorcinate. Due to the introduction of carbon nanotubes at the time of synthesis, the nanotubes are evenly distributed over the lead trinitroresorcinate crystal.

Согласно заявляемому изобретению концентрация углеродных нанотрубок может составлять от 0,005% до 0,2% от массы тринитрорезорцината свинца.According to the claimed invention, the concentration of carbon nanotubes can be from 0.005% to 0.2% by weight of lead trinitroresorcinate.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Примером достижения заявляемой цели является синтез, проведенный в лабораторных условиях. Предварительно в раствор стифната магния ввели суспензию нанотрубок с массовой долей содержания 0,04%. Затем в стифнат магния слили раствор азотнокислого свинца. В результате в осадок выпали мелкие кристаллы тринитрорезорцината свинца. Реакционную массу при перемешивании сливали на фильтровальную воронку. После фильтрования продукт промыли водой, обезводили спиртом и высушили. Выход составил 75%.An example of achieving the stated goal is the synthesis carried out in laboratory conditions. Previously, a suspension of nanotubes with a mass fraction of 0.04% was introduced into the magnesium styphnate solution. Then a solution of lead nitrate was poured into magnesium styphnate. As a result, small crystals of lead trinitroresorcinate precipitated out. The reaction mixture was poured into a filter funnel with stirring. After filtration, the product was washed with water, dried with alcohol and dried. The yield was 75%.

Полученные одиночные кристаллы имеют правильную форму, размеры кристалла - 10-50 мкм, гравиметрическая плотность - 1,40 г/см³. Цвет кристалла - желто-серый, в отличие от немодифицированного ТНРС, у которого цвет ярко-желтый. При осмотре в микроскоп было установлено, что нанотрубки равномерно распределены внутри кристаллов ТНРС. Модифицированный тринитрорезорцинат обладает повышенной сыпучестью, при пересыпании не остается пыли на стенках коробочек. Удельное объемное электрическое сопротивление снизилось до 1*10⁴ Ом⋅м.The obtained single crystals have a regular shape, crystal dimensions - 10-50 microns, gravimetric density - 1.40 g / cm ³ . The color of the crystal is yellow-gray, in contrast to unmodified THPC, which has a bright yellow color. When viewed through a microscope, it was found that the nanotubes are uniformly distributed inside the THPC crystals. Modified trinitroresorcinate has increased flowability; when poured, no dust remains on the walls of the boxes. Specific volumetric electrical resistance decreased to 1 * 10 ⁴ Ohm⋅m.

Claims (2)

1. Способ получения тринитрорезорцината свинца, модифицированного углеродными нанотрубками, заключающийся в том, что во время синтеза в раствор стифната магния вводят суспензию углеродных нанотрубок из расчета от 0,01% до 0,1% от массы тринитрорезорцината свинца, затем в этот раствор сливают раствор азотнокислого свинца, после выпадения кристаллов реакционную массу при перемешивании фильтруют, промывают водой, обезвоживают и сушат.1. A method of producing lead trinitroresorcinate modified with carbon nanotubes, which consists in the fact that during synthesis a suspension of carbon nanotubes is introduced into a solution of magnesium styphnate at the rate of 0.01% to 0.1% of the mass of lead trinitroresorcinate, then the solution is poured into this solution lead nitrate, after precipitation of crystals, the reaction mass is filtered with stirring, washed with water, dehydrated and dried. 2. Тринитрорезорцинат свинца, модифицированный углеродными нанотрубками, содержащий их по массе от 0,01% до 0,1% от массы тринитрорезорцината свинца, полученный способом по п. 1.2. Lead trinitroresorcinate modified with carbon nanotubes, containing them by weight from 0.01% to 0.1% by weight of lead trinitroresorcinate, obtained by the method according to claim 1.