Plastická trhavina
Plastická trhavina je výbušná zmes – trhaviny rôzneho určenia, ktorú je možné tvarovať rukou do požadovaného tvaru bez zmeny ich súdržnosti a výbušných vlastností[1]. Využívajú sa vo vojenstve na deštrukčné práce a plnenie niektorých druhov munície i v priemysle, pri dobývaní nerastov, deštrukčných prácach, zváraní výbuchom a mnohých iných činnostiach. Vždy obsahujú najmenej dve zložky – vlastnú výbušninu a plastifikujúcu zložku, ktorá tiež môže byť výbušná.
Plastické trhaviny nitroglycerínové
Nitroglycerínové plastické trhaviny obsahujú ako hlavnú plastifikačnú zložku trhaciu želatínu. Trhacia želatína je rôsolovitá až želatínová hmota pripravená rozpustením 7 – 10% nízko nitrovanej nitrocelulózy (dinitrátu – tzv. kolódiová bavlna) v 90 – 93% nitroglycerínu. Pretože nitroglycerín má pomerne nevýhodný bod tuhnutia +13°C, stáva sa, že takáto trhavina môže pri nižších teplotách zmrznúť, pridáva sa k nitroglycerínu dinitroglykol. Vznikajú tak nemrznúce plastické trhaviny.
Trhacia želatína je najvýkonnejšou bežne používanou priemyselnou trhavinou s veľkým pracovným výkonom a vysokou detonačnou rýchlosťou (7 700 m/s). Často sa používa ako porovnávací štandard pre hodnotenie výkonu ostatných výbušnín (RPS – relatívna pracovná schopnosť).
Niektoré ďalšie druhy plastických výbušnín na báze trhacej želatíny sa pripravujú pridaním ďalších zložiek, ako dusičnan amónny, draselný a sodný, rôzne nitrolátky a farbivá k trhacej želatíne. Vzniká cestovitá hmota, viac alebo menej plastická, čo závisí na obsahu trhacej želatíny. Všetky nitroglycerínové plastické trhaviny obsahujú najmenej 15% trhacej želatíny a všeobecne sa označujú ako Dynamity.
Podľa obsahu nitroglycerínu sa dynamity jednoducho rozdeľujú na 30%né, 40%né, 60%né atď. Čím vyšší je obsah želatíny, tým je obvykle i trhavina účinnejšia a má vyššiu brizanciu. Pri menšom obsahu želatíny je zmes iba poloplastická.
Nitroglycerín a nitroglykol do značnej miery určujú vlastnosti týchto výbušnín. Zapálené na voľnom priestranstve zhoria, vo väčšom množstve môže horenie prejsť v detonáciu a v uzavretom priestore dochádza po krátkom horení k detonácii. U týchto trhavín sa vyskytuje tzv. metastabilná detonácia (pozri teória 2). Pri iniciácii obyčajnou rozbuškou detonujú malou rýchlosťou cca 3 000 m/s. Táto vlastnosť nie je závislá na obsahu nitroglycerínu, i samotná trhacia želatína môže takto detonovať rýchlosťou len 4 000 m/s. Až použitím iniciačného telieska (napr. 10g lisovaného pentritu) dôjde k rozvinutiu maximálnej detonačnej rýchlosti.
Zloženie niektorých priemyselných plastických trhavín
Dynamit 00 (trhacia želatína) – 92% nitroglycerín, 8% nitrocelulóza (D= 7 700 m/s, Trauzlov blok: 560 cm³)
Dynamit Gomme BAM (francúzsky dynamit) – 60% nitroglycerín, 3% nitrocelulóza, 6% drevnej múčky, 31% dusičnan amónny (D= 6 400 m/s, Trauzlov blok: 410 cm³)
Nobelite – 60% dusičnan sodný, 22% rôzne nitroestery, 14% dinitrotoluen, 4% drevnej múčky
Donarit želatínový 1 – 55% dusičnan amónny, 22% nitroglykol, 10% dusičnan sodný, 6% dinitrotoluén, 5% tritol, 1% drevná múčka, 1 % NC2 (nitrocelulúza) (D= 6 050 m/s, Trauzlov blok: 380 cm³, hustota: 1,51)
Dynamit 1 (pôvodné zloženie) – 63% nitroglycerín, 28% dusičnan draselný, 3.5% NC2, 5.5% drevná múčka (D= 6 400 m/s, Trauzlov blok: 380 cm³)
Dynamit 2 (Československý) – 47% nitroglycerín, 40% dusičnan sodný, 10% rastlinná múčka, 1.5% NC2 (nitrocelulóza), 0.5% uhličitan sodný, 1% farbivo (D= 5 800 m/s, Trauzlov blok: 340 cm³, hustota: 1,57)
Akrylový dynamit (Ruský) – 73.5% dusičnan amónny, 15% nitroglycerín, 9% tritol, 0.5 % polymetylmetakrylát, 2% drevná múčka (D= 5 100 m/s, Trauzlov blok: 340 cm³, hustota: 1,32)
Plastické trhaviny vojenské
Prevažnou súčasťou vojenských plastických trhavín sú brizantné výbušniny v jemnom práškovitom stave. Používajú sa predovšetkým výkonné výbušniny typu pentrit, hexogén a oktogén. Ako plastifikátor sa používajú organické flegmatizátory, ktoré zaisťujú plasticitu a znižujú citlivosť. Ako plastifikátor sa môže v najjednoduchších prípadoch použiť vazelína alebo rôzne viskózne oleje (prvé Hexoplasty). Takéto jednoduché zmesi sú však pri nižšej teplote pod 10°C málo plastické a pri vyššej teplote nad 40°C sa zasa roztekajú a neudržia si tvar.
Lepšie vlastnosti majú kaučuk, polybutadiénové polyméry, rôzne organické polymérne plastifikátory a tiež zmesi olejov a voskov. Na podobnej báze je založený napríklad svetoznámy český Semtex a americká C-4. Uvádzané plastifikátory majú síce dobré plastifikačné vlastnosti pri nízkej i pri zvýšenej teplote, ale nezúčastňujú sa priamo výbušnej premeny a teda znižujú relatívnu účinnosť trhaviny. Za týmto účelom boli vyvinuté výbušné plastifikátory. Najprv išlo o gél zo zmesi kvapalného nitrotoluénu alebo dinitrotoluénu s nitrocelulózou (kompozícia C-3). Neskôr sa začali používať výbušné nitroestery želatinizované nitrocelulózou. Ako nitroester sa používa najviac trimetylolpropántrinitrát (nitropentaglycerín), menej dinitrotoluén a kvapalné trinitrotoluény, trietylénglykoltrinitrát. Brizantnou zlúčeninou je obvykle hexogén, oktogén alebo ich zmes, menej často pentrit alebo iné moderné brizantné trhaviny. Takéto trhaviny sa často označujú ako PBX (Plastic Bonded eXplosive) a PBXN (Plastisol Bonded eXplosive Nitrocellulose) a číslom označujúcim buď poradie testu alebo obsah hexogénu a oktogénu. Niektoré PBX a PBXN výbušniny sú najúčinnejšie plastické trhaviny a sú používané pre zostavenie kumulatívnych náloží a ako náplň hlavíc riadených striel.
Zloženie niektorých vojenských plastických trhavín
Americké zmesi C (od "Composition"):
C-1 – 88,3% RDX, 11,3% viskózny minerálny olej, 0,6% stabilizátor (lecitín)
C-2 – 80% RDX, 5% mononitrotoluén (zmes izomérov), 5% dinitrotoluén, 5% kolódiová bavlna (NC2), 5% dimetylformamid
C-3 77% RDX, 16% mononitrotoluén (zmes izomérov), 5% dinitrotoluén, 1% tetryl, 1% kolódiová bavlna (NC2)
C-4 – 91% RDX, 5,3% bis (2-etylhexyl) sebakát, 2,1% polyizobutylén,
1,6% viskózny motorový olej
semtexy:
Semtex H – 40,1% RDX, 38,9% pentrit, 10,2% styrén-butadiénový kaučuk, 9,1% plastifikátor (n-oktylftalát a butylcitrát), 1% antioxidant (N-fenyl-2-naftylamín), 0,7% farbivo (Sudan I)
Semtex A – 73,1% pentrit, 4,5% RDX, 10,24% styrén-butadiénový kaučuk, 10,16% plastifikátor (n-oktylftalát a butylcitrát), 1,1% antioxidant (N-fenyl-2-naftylamín), 0,9% farbivo (Sudan IV)
Novšie americké plastické trhaviny s označením PBX a PBXN (Plastic Bonded eXplosives)
Mnohé z nižšie uvedených PBX a PBXN trhavín sa nedajú tvarovať rukou, stále však majú iné výhodné vlastnosti plastických trhavín – malú pórovitosť, sú pevné a pritom pružné, nepraskajú pri namáhaní, dajú sa presne spracovávať lisovaním do foriem i muničných dielov, často i mechanicky obrábať, sú málo citlivé na mechanický impulz a podobne.
EDC-37 – 91% HMX/NC, 9% polyuretánová guma
LX-04-1 – 85% HMX, 15% Viton-A
LX-07-2 – 90% HMX, 10% Viton-A
LX-09-0 – 93% HMX, 4,6% BDNPA 2,4% FEFO
LX-09-1 – 93.3% HMX, 4,4% BDNPA 2,3% FEFO
LX-10-0 – 95% HMX, 5% Viton-A
LX-10-1 – 94.5% HMX, 5,5% Viton-A
LX-11-0 – 80% HMX, 20% Viton-A
LX-14-0 – 95.5% HMX, 4,5% Estane a 5702-Fl
LX-15 – 95% HNIS, 5% Kel-F 800
LX-16 – 96% PETN, 6% FPC461
LX-17-0 – 92.5% TATB, 7,5% Kel-F 800
LX-19 – 95.8% CL-20, 4.2% Estane
PBX 9007 – 90% RDX, 9,1% Polystyrén 0,5% DOP 0,4% kalafuna
PBX 9010 – 90% RDX, 10% Kel-F 3700
PBX 9011 – 90% HMX, 10% Estane a 5703-Fl
PBX 9205 – 92% RDX, 6% Polystyrén, 2% DOP
PBX 9404 – 94% HMX, 3% NC, 3% tris-(betachlóretyl) fosfát??? (výbušnina pre jadrové zbrane)
PBX 9407 – 94% RDX, 6% FPC461
PBX 9501 – 95% HMX, 2,5% Estane 2,5% BDNPA-F (výbušnina pre jadrové zbrane)
PBX 9502 – 95% TATB, 5% Kel-F 800 (výbušnina pre jadrové zbrane)
PBX 9503 – 80% TATB, 15% HMX, 5% Kel-F 800
PBX 9604 – 96% RDX, 4% Kel-F 800
PBX-87 – 50% RDX, 41,8% trimetyloletántrinitrát, 4% NC2, 4% trietylénglykoldinitrát, 0,2% stabilizátor (DPA).
PBXN-109 – 64% RDX, 20% práškový Al, 16% plastifikátor (zmes polybutadiénu, dioktyladipátu a diisokyanátu)
PBXN-110 – 88% HMX, 12% polybutadién
PBXN-112 – 70% HMX, 19.2% 1,2,4-butántrioltrinitrát, 9.6% NC2, 1.2% triacetín
PBXN-106 – RDX, polyuretánová guma
PBXN-3 – 85% RDX, Nylon (náplň bojovej časti rakety AIM9-X Sidewinder)
PBXN-5 – 95% HMX, 5% fluóroelastomér (granáty pre námorné delá)
X-0242 – 92% HMX, 8% polymér
TATB = triaminotrinitrobenzén (výbušnina)
HNIS = hexanitrostilbén (výbušnina)
DOP = dioktyl ftalát??? (plastifikátor)
BDNPA = Bis (2,2-dinitropropyl) acetál??? (plastifikátor)
BDNPF = Bis (2,2-dinitropropyl) formál??? (plastifikátor)
Najsilnejšie z uvedených sú pochopiteľne PBX a PBXN obsahujúce väčší podiel oktogenu alebo HNIS. Ich účinnosť (aspoň čo sa týka detonačnej rýchlosti) je omnoho vyššia než u bežnej C-4 alebo semtexu, napr. PBX-9404 má detonačnú rýchlosť 8 800 m/s pri hustote 1,844 g/cm3, zatiaľ čo C-4, „len“ 7 950 m/s a Semtex H, „iba“ 7 480 m/s, PBXN-110 má detonačnú rýchlosť 8 400 m/s.
Niektoré sovietske a ruské plastické trhaviny
ПВВ-5А (PVV-5A) – 85% RDX, 5% polyizobutylén, 10% minerálny olej
ПВВ-7 (PVV-7) – 71,5% RDX, 17% práškový hliník, 11,5% polyizobutylén
Гексопласт ГП-87К ("hexoplast" GP-87K) – 82,5% RDX, butylénový kaučuk
Ostatné typy plastických trhavín
V predchádzajúcom texte sme uviedli len zástupcov najznámejších a najúčinnejších plastických výbušnín. Okrem toho existuje obrovské množstvo iných plastických výbušnín, ktorých vymenovanie je takmer nekonečné a zloženie rozmanité. Sú to napr.
trhaviny plastifikované vodou – plastifikátorom je voda, výbušninou je zmes dusičnanov s tritolom, nitroguanidínom, nitroderivátmi alifatických alkoholov, aromatickými nitrozlúčeninami atď. Používajú sa predovšetkým v ťažobnom priemysle pri dobývaní nerastov a hornín.
trhaviny plastifikované nitroglykolmi zmesi BTTN, TMEN, TEGD, DEGN s NC2 a dusičnanmi, chloristanmi, nitramínmi- RDX, HMX atď. Opäť najväčšie uplatnenie majú v ťažobnom priemysle.
trhaviny s inertným plastifikátorom – plastifikátorom sú neúčinné oleje, vazelíny, organické polyméry, výbušnou zložkou sú akékoľvek polynitroaromatické a polynitroalifatické výbušniny, môžu to byť tiež len chlorečnany, chloristany a ich zmesi s práškovými kovmi.
trhaviny s plastifikátorom z nitrometánu a nízko nitrovaných aromátov – nitrometánové Kinepacky, kompozície obsahujúce mononitrotoluén ap.
Referencie
- Ďurčo, P. a kol., 2007, Bezpečnostnoprávna terminológia. ex Slovenská terminologická databáza [online]. juls.savba.sk, [cit. 2010-06-14]. Dostupné online.
 |
Chemický portál |