Способ получения двухосновного пироксилинового пороха

Способ получения двухосновного пироксилинового пороха

Реферат

 

Изобретение относится к области производства двухосновных порохов и может быть использовано для снаряжения патронов к стрелковому оружию. Согласно изобретению, способ получения двухосновного пироксилинового пороха включает пропитку сформированных элементов мелкозерненого пироксилинового пороха нитроглицерином, которую осуществляют при перемешивании их в реакторе в водном растворе ацетона с концентрацией 10...80 об.% в присутствии нитроглицерина или пороховой смеси в виде крошки или пороха, содержащих нитроглицерин, при соотношении мелкозерненого пироксилинового пороха к пороховой смеси в виде крошки или пороха, содержащих нитроглицерин, 1:1...1:5, температуре 20...50°С, длительности 0,5...20 часов. Предложенный способ позволяет увеличить энергетические характеристики пороха и расширить диапазон по величине пористости, а именно получать пористые пороха с высоким содержанием нитроглицерина. Следовательно, улучшаются эксплуатационные показатели порохов. Кроме того, способ расширяет сырьевую базу за счет возможности применения конверсионного сырья, т.е. порохов, разбронированных из Госрезерва и подлежащих уничтожению. 2 табл.

Изобретение относится к области производства двухосновных порохов и может быть использовано для снаряжения патронов к стрелковому оружию.

Существует способ получения баллиститных порохов (А.Г.Горст. Пороха и взрывчатые вещества. М.: Машиностроение, 1972, с.156). Порох является двухосновным. Компоненты: нитраты целлюлозы (НЦ), нитроглицерин (НГ) в качестве пластификатора, стабилизатор химической стойкости и др. добавки смешивают в теплой воде; при этом происходит набухание НЦ в пластификаторе. После отжима воды пороховую массу многократно пропускают через горячие вальцы. Происходит дальнейшее удаление воды, уплотнение и пластификация пороховой массы. Получающееся полотно режут на пластинки заданных размеров или скатывают в рулоны и прессуют через соответствующие матрицы для получения трубок или нитей. Трубки и нити разрезают далее на элементы заданной длины. Способ не обеспечивает получение порохов современного технического уровня, а также он трудоемкий, опасный.

Известен способ получения двухосновных сферических порохов (Регламент технологического процесса получения серийных партий лаковых порохов РТП 12-2001, ФГУП “ГосНИИХП”, г.Казань, 2001, с.45-87). Способ заключается в получении порохового лака из нитратов целлюлозы, пороховой смеси на основе нитроглицерина и летучего растворителя этилацетата, диспергировании лака на сферические элементы в водной среде, удалении растворителя, сортировки, флегматизации, сушки.

Способ позволяет получать двухосновные сферические пороха с содержанием нитроглицерина до 32 мас.%. Пороха отличаются высоким техническим уровнем и предназначены для широкого спектра спортивно-охотничьих, пистолетных, строительно-монтажных патронов, в том числе и для пистолетного патрона современного технического уровня - Люгер. Но они имеют высокую себестоимость и существуют технологические трудности по формированию пористых порохов с содержанием нитроглицерина более 12 мас.%., с величиной кажущейся плотности менее 1,4 кг/дм³, в то время как широкая номенклатура гражданских порохов являются пористыми порохами с плотностью 1,1...1,4 кг/дм³. Изготавливаемые пироксилиновые пористые пороха являются одноосновными порохами. Они широко используются в зарядах к патронам стрелкового оружия, отличаются большой номенклатурой, однако уступают сферическим двухосновным порохам по энергетическим характеристикам (удельная теплота сгорания пироксилинового пороха составляет 3,6...3,9 МДж/кг, а двухосновного - 4,6...4,9 МДж/кг). Изготавливать двухосновный порох мелких марок по полному циклу получения пироксилиновых порохов методом прессования из пироксилина, нитроглицерина, спирто-эфирного растворителя не представляется возможным. Процесс имеет высокую опасность, так как спирто-эфирный растворитель обладает большой летучестью, что приведет к уносу взрывчатого вещества - нитроглицерина в газовой фазе и скоплению его в коммуникациях. В то же время требования к современным порохам диктуют необходимость увеличения энергетических характеристик пороха.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является способ получения сферического двухосновного пороха (Е.Н.Хъюман, И.Р.Перейра, Материалы конференции в ФРГ, г.Карлсруе, 1982). Способ заключается в смешении нитратов целлюлозы с этилацетатом (ЭА), стабилизатором химической стойкости и получении лака, при диспергировании которого в водной среде в реакторе получают сферические элементы пороха и которого удаляют растворитель. Даже после сортировки элементов проводятся операции пропитки их нитроглицерином (до содержания его в порохе 12 маc.%) в водной смеси этилацетата и при необходимости флегматизатором - дибутилфталатом (ДБФ), сушки и полировки. Способ имеет ограничение по возможности получения пористых порохов с высоким (более 12 маc.%) содержанием нитроглицерина и реализуется только при наличии производства чистого нитроглицерина.

Задачей предлагаемого изобретения является улучшение баллистических характеристик порохов за счет использования энергоемких компонентов, например нитроглицерина, и обеспечения требуемой пористости пороховых элементов.

Предложен способ, включающий пропитку сформированных пороховых элементов пороха нитроглицерином и удаление растворителя, отличающийся тем, что пропитку сформированных элементов пороха, в качестве которых используют мелкозерненый пироксилиновый порох, нитроглицерином осуществляют при перемешивании их в реакторе в водном растворе ацетона с концентрацией 10...80 об.% в присутствии нитроглицерина или пороховой смеси в виде крошки, или пороха, содержащих нитроглицерин, при соотношении мелкозерненого пироксилинового пороха к пороховой смеси в виде крошки или пороха, содержащих нитроглицерин, 1:1...1:5, температуре процесса 20...50 С°, длительности 0,5...20 часов.

Предлагаемый способ позволяет получать требуемую пористость пороховых элементов, в том числе и высокие ее значения при большом содержании НГ, улучшить баллистические пороха, обеспечивающие возможность использования его в патронах к современному стрелковому оружию.

Причем при использовании в качестве донора нитроглицерина двухосновного сферического пороха на основе высокоазотного пироксилина 1Пл (с содержанием окиси азота боже 210,5 мл/г) после экстракции из него НГ он также используется по прямому назначению. В качестве донора нитроглицерина могут использоваться устаревшие пороха или пороховая смесь в виде крошки, содержащие нитроглицерин. А в качестве акцептора НГ могут также использоваться устаревшие пироксилиновые пороха, подлежащие уничтожению. Следовательно, способ имеет широкую сырьевую базу и может функционировать без наличия опасного производства нитроглицерина. Применение конверсионного сырья, т.е. порохов, разбронированных из Госрезерва и подлежащих уничтожению, повышает экономическую эффективность производства.

Примеры осуществления способа представлены в таблицах 1, 2.

Анализ данных таблиц показывает, что способ позволяет получать из мелкозерненых пироксилиновых порохов двухосновные пороха с заданной пористостью (величиной кажущейся плотности 1,16...1,2 кг/дм³), с содержанием НГ до 30,0 мас.%, с удельной теплотой сгорания до 4,8 МДж/кг. Двухосновный порох, полученный из мелкозерненого пороха П-125 путем пропитки его в водно-ацетоновой среде в присутствии донора нитроглицерина с последующим удалением ацетона, по баллистическим характеристикам обеспечивает требования к двухосновному пороху, используемому в спортивных патронах современного уровня к пистолету Люгер при меньшей массе порохового заряда Также из этой марки пороха получен высококачественный двухосновный порох к охотничьим патронам 12 калибра, обеспечивая требуемую скорость дроби при минимальной массе заряда (пример 3).

Путем пропитки НГ пироксилинового пороха ВУфл в водной среде ацетона в присутствии двухосновного сферического пороха получен из ВУфл двухосновный порох с содержанием НГ 15,2 мас.% и величиной кажущейся плотности 1,35 кг/дм ³, т.е. плотность пороха снизилась на 0,22 кг/дм³ (от 1,57 до 1,35 кг/дм³). Изготовленный порох обеспечивает требования технических условий при испытании в охотничьих патронах 12 калибра при массе заряда 1,65 г., т.е. находится на уровне лучших отечественных и зарубежных аналогов

Кроме того, при использовании в качестве донора нитроглицерина сферического пороха на основе высокоазотного пироксилина этот порох после экстракции из него НГ (пример 4а) также может использоваться по прямому назначению, плотность пороха снизилась от 1,52 до 1,16 кг/дм³. Этот порох обеспечивает требования нормативной документации в охотничьих патронах 12 калибра.

При низких концентрациях ацетона 20 об.% из мелкозерненого пироксилинового пороха ВТМ получен плотный двухосновный порох с величиной кажущейся плотности 1,62 кг/дм³ с содержанием НГ 18,7 мас.%, обеспечивающий баллистические характеристики при испытании его в винтовочных патронах (пример 5).

Таким образом, изготовленные по данному способу двухосновные пороха путем пропитки пироксилиновых порохов мелких марок обеспечивают требования к патронам современного уровня за счет увеличения энергетических характеристик пороха и формирования пороховых элементов с требуемой пористостью.

Формула изобретения

Способ получения двухосновного пироксилинового пороха, включающий пропитку сформированных элементов пороха нитроглицерином, удаление растворителя, отличающийся тем, что пропитку сформированных элементов пороха, в качестве которых используют мелкозерненый пироксилиновый порох, нитроглицерином осуществляют при перемешивании их в реакторе в водном растворе ацетона с концентрацией 10...80 об.% в присутствии нитроглицерина или пороховой смеси в виде крошки или пороха, содержащих нитроглицерин, при соотношении мелкозерненого пироксилинового пороха к пороховой смеси в виде крошки или пороха, содержащих нитроглицерин, 1:1...1:5, температуре процесса 20...50°С, длительности 0,5...20 ч.