Источник: Збірка доповідей VIII Міжнародної наукової конференції аспиранті і студентів.Т. 2 Донецьк: ДонНТУ, ДонНУ, 2009. - 225 с. (72 с).
Проаналізув літературні дані о недоліках та превагах промислових вибухових речовин, було прийнято рішення о створенні нової вибухової речовини без потужного сенсибілізатору, що дозволить забезпечити екологічну безпеку. Ця речовина повинна складатися з основних двох компонентів: окислювача та пального. Для сипких компонентів достатньо складно забезпечити повний контакт між їх поверхнями. Водонаповнені та емульсійні вибухові речовини вирішують цю проблему завдяки великої кількості рідкого компонента, але через це вибухова речовина має багато недоліків, насамперед - малий термін зберігання та суттева залежність від температурного режиму. Ці недоліки зникають, якщо зменшити частку рідкого компоненту до мінімуму, тобто рідина повинна лише виступати нібито тоненькою оболонкою, що допомагає рівномірно розподілити пальне по поверхні окислювача (диспергувати пальне), і, в одно час, склеїти обидва компонента. Кліючий розчин повинен містити воду, окислювач та згущувач, який, водночас, виконує роль кліючого компоненту та пального.
В якості окислювача обираємо аміачну селітру. Вона має достатню кількість кисню для завершення хімічних реакцій під час вибуху. Перевагами аміачної селітри є: дешевизна, простота отримання, значна сировинна база, повний перехід її під час вибуху у газоподібний стан.
З метою зменшення екологічного навантаження під час використання ПВР необхідно замість могутніх сенсибілізаторів - бризантих ВР, обирати пальне у вигляді твердої екологічно безпечної речовини. Наприклад: вугільний порошок, дерев’яна мука, полістирол, мука злаків, тощо. Основні вибухові характеристики пальних наведені у таблиці:
Як видно з таблиці, найбільш оптимальним пальним з точки зору вибухових властивостей є полістирол.
Кліючий розчин повинен відповідав наступним вимогам:
- повинен бути не токсичним;
- повинен володіти непоганою водостійкістю;
- бажано, щоб був не інертною добавкою, тобто повинен підвищувати енергетичні показники ВР;
- при затвердінні не повинен давати крихку плівку.
Для підвищення енергетичних характеристик розробляємої ВР, в складі кліючого розчину вода замінюється на розчин селітри, який виконує роль окислювача.
Для того, щоб розчин зміг склеювати окислювач та паливо, в матковий розчин необхідно додавати згущувач. Найбільш часто використовуваними згущувачами є поліакриламід та натрієва сіль карбоксілметілцелюлози. Оскільки перший майже не розчиняється у матковому розчині при кімнатній температурі, подальші досліди проводили з Na КМЦ, який одночасно буде виконувати роль пального.
У результаті проведених дослідів встановлене наступне співвідношення компонентів кліючої маси: 4.5 % Na – КМЦ і 95.5 % маточний розчин, що складається з 70 % АС та 30 % кальцієвої селітри на 100 мл води. Даний склад має непогані кліючі властивості та термін зберігання не менше 3 місяців.
З точки зору безпеки кінцевих продуктів вибуху та їх працездатності при складанні вибухових сумішей, потрібно наближатися до сумішей з нульовим або з незначним позитивним кисневим балансом.
Наступним етапом роботи був розрахунок кисневого балансу отриманого кліючого розчину, що склав +26.9 %.
Після чого за допомогою ЄОМ та програмного забезпечення МатКад 14 було розраховано таке відсоткове співвідношення сумішної промислової вибухової речовини, при якому кисневий баланс речовини наближувався до 0, та були отримані залежності відсотку компонентів від товщини шару кліючого розчину, які представлені на рисунках 1 та 2.
