способ определения массовой доли бризантного вв в эластичном вв, содержащем фторопласт-4, пластификатор дос, каучуки скд и скн-18 или бнкс-18

Формула изобретения

1. Способ определения массовой доли бризантного взрывчатого вещества (ВВ) в эластичном ВВ, содержащем технологические добавки - фторопласт-4, пластификатор ДОС и полимерное связующее - каучуки СКД и СКН-18 или БНКС-18, включающий растворение бризантного ВВ анализируемой пробы эластичного ВВ в ацетоне, отличающийся тем, что анализируемую пробу предварительно отвальцовывают в полотно толщиной 0,2÷0,3 мм и удаляют полимерное связующее обработкой четыреххлористым углеродом при температуре 70-80°С в течение 1 ч, а бризантное ВВ анализируемой пробы эластичного ВВ растворяют в ацетоне при температуре 50÷60°С в течение 1 ч, после чего нерастворимый остаток технологических добавок удаляют из раствора, полученный раствор выпаривают, осадок бризантного ВВ сушат при температуре (60±3)°С в течение 1 ч и определяют массовую долю бризантного ВВ весовым методом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что эластичное ВВ в качестве бризантного ВВ содержит гексоген.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что эластичное ВВ в качестве бризантного ВВ содержит октоген.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что эластичное ВВ в качестве бризантного ВВ содержит ТЭН.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам определения массовой доли бризантного взрывчатого вещества (ВВ) в эластичном ВВ, содержащем технологические добавки - фторопласт-4, пластификатор ДОС и полимерное связующее - каучуки СКД и СКН-18 или БНКС-18, предназначенном для изготовления зарядов разнообразной геометрической формы различного назначения (детонирующие шнуры, разводки и т.д.), и может быть использовано при контроле качества изготовления данных эластичных ВВ.

Бризантные ВВ являются основой эластичных ВВ. Уменьшение массовой доли бризантного ВВ в эластичном ВВ приводит к снижению таких характеристик, как чувствительность к начальному импульсу, скорость детонации, критический диаметр, что приводит к изменению взрывчатых свойств зарядов, вплоть до несрабатывания заряда. Увеличение массовой доли бризантного ВВ приводит к повышению опасности производства и обращения с изделиями, а также к изменению ряда взрывчатых характеристик. Поэтому контроль оптимальной массовой доли бризантного ВВ имеет большое значение для оценки пригодности данного эластичного ВВ.

Известен способ определения массовой доли гексогена в эластичном ВВ ЭГ-85 (см. ТУ 84-1127-87, ГР №030/000800 от 01.02.88 г.), которое представляет собой композицию на основе гексогена, полимерного связующего и технологических добавок. В качестве полимерного связующего используется смесь каучуков СКД и СКН-18 или БНКС-18. Как технологические добавки используются фторопласт-4 и пластификатор ДОС. Данный способ основан на потенциометрическом титровании гексогена в среде ацетона раствором гидроокиси четвертичного аммониевого основания в изопропиловом спирте. Способ взят за прототип.

Способ включает в себя следующие последовательные стадии:

1. Определение коэффициента титруемости гексогена той партии, которая использовалась при изготовлении вещества ЭГ-85.

Определение проводят в среде ацетона раствором гидроокиси четвертичного аммониевого основания. По результатам определения строят кривую титрования и находят точку эквивалентности. Коэффициент титруемости гексогена рассчитывают по формуле, используя поправочный коэффициент к раствору гидроокиси четвертичного аммониевого основания, определенный потенциометрическим титрованием точных навесок бензойной кислоты, растворенных в ацетоне.

2. Определение массовой доли гексогена в эластичном ВВ ЭГ-85.

Навеску анализируемой пробы вещества ЭГ-85 растворяют в ацетоне при комнатной температуре. Растворение может длиться до 16 часов. Затем полученный раствор титруют раствором гидроокиси четвертичного аммониевого основания. По результатам строят кривую титрования и находят точку эквивалентности. Массовую долю гексогена рассчитывают по формуле, учитывая определенный раннее коэффициент титруемости гексогена.

Недостатками прототипа следует считать:

- длительное время растворения анализируемой пробы (до 16 часов);

- опасность процесса и дополнительная трудоемкость, связанные с необходимостью определения коэффициента титруемости гексогена;

- большая длительность анализа (не менее двух дней);

- необходимость приготовления и определения поправочного коэффициента раствора гидроокиси четвертичного аммониевого основания;

- сложность определения точки эквивалентности и обработки результатов;

- использование дефицитных реактивов (гидроокись четвертичного аммониевого основания) и дорогостоящего оборудования (рН-метр или ионометр со стеклянно-хлорсеребряной парой электродов);

- нестабильность чувствительности электродов, необходимость дополнительной обработки и проверки их на разность потенциалов.

Технической задачей изобретения является разработка способа определения массовой доли бризантных ВВ в эластичных ВВ, содержащих в качестве полимерного связующего каучуки СКД, СКН-18 или БНКС-18 и технологические добавки (фторопласт-4, пластификатор ДОС), позволяющего получать достоверные данные при экономии времени, средств и повышении безопасности анализа. В качестве бризантного ВВ эластичное ВВ может содержать гексоген, октоген или ТЭН.

Задача решается тем, что анализируемую пробу эластичного ВВ предварительно отвальцовывают в полотно толщиной 0,2 - 0,3 мм с последующим отделением бризантного ВВ от полимерного связующего и технологических добавок по следующей схеме:

a) удаляют полимерное связующее обработкой четыреххлористым углеродом при температуре 70÷80°С в течение 1 часа;

b) растворяют бризантное ВВ в ацетоне при температуре 50÷60°С в течение 1 часа;

c) нерастворимый остаток технологических добавок удаляют из раствора;

d) полученный раствор выпаривают и осадок бризантного ВВ сушат при температуре (60±3)°С в течение 1 часа.

Массовую долю бризантного ВВ (X₁ ) в процентах вычисляют по формуле:

где m₁ - масса осадка бризантного ВВ, г;

m₂ - масса анализируемой пробы эластичного ВВ, г.

Технический результат заключается в том, что отпадает необходимость использовать при анализе контрольный образец бризантного ВВ (тем самым уменьшается опасность процесса), а также дорогостоящих и сложных в обращении рН-метров или ионометров. Реактивы, используемые при проведении анализа по предлагаемому способу, недефицитны. Общее время, необходимое для проведения анализа по предлагаемому способу, составляет около 4 часов (для сравнения - для проведения собственно анализа по способу-прототипу необходимо не менее двух дней). Метод прост и не требует специальных навыков работы.

Результаты определения массовой доли бризантных ВВ в эластичном ВВ, содержащем в качестве полимерного связующего каучуки СКД и СКН-18 или БНКС-18 и технологические добавки (фторопласт-4, пластификатор ДОС), по предлагаемому способу представлены в таблице 1. Расчеты приведены для нормы допуска содержания бризантного ВВ (85±2) %. В качестве бризантного ВВ использовали гексоген, октоген и ТЭН.

Вычисления проводились в следующей последовательности:

- по 10 (n=10) параллельным определениям х_i для каждого бризантного ВВ вычисляли среднее арифметическое и среднее квадратичное отклонение S_i по следующим формулам:

- оценили результаты параллельных определений на присутствие анормальных значений:

Сравнили U_B с табличным значением критерия для исключения анормальных результатов U_m(U_m =2,294) для данного объема выборки f (f=n-2=10-2=8) при доверительной вероятности 0,95. Анормальные значения среди полученных х _i отсутствуют, т.к. U_в<U_m:

U_{гексоген}=1,47<2,294; U_{октоген}=1,58<2,294; U_ТЭН=1,47<2,294.

- определили несмещенную оценку _i, для S_i:

где М₉=1,028 (поправочный коэффициент по таблице), n - количество анализов.

- вычислили коэффициент вариации:

Из данных таблицы 2 видно, что результаты анализов №2, 4, 6 и 9 не укладываются в норму допуска (85±2)%. Проведенная при обработке результатов проверка на присутствие анормальных значений по критерию, изложенному в ГОСТ 11.002-73, показала, что результаты №2, 4, 6 и 9 анормальны и должны быть исключены. Остальные результаты получены в сторону занижения от нормы, возможно, вследствие неполного растворения гексогена из-за наличия каучуков и сложности определения скачка потенциала.

Предлагаемое изобретение поясняется следующими примерами реализации:

Пример 1.

Анализируемую пробу эластичного ВВ массой 0,25 г, предварительно отвальцованную в полотно толщиной 0,25 мм, взвешивают, помещают в коническую колбу емкостью 100 см³ . В колбу приливают 50 см³ четыреххлористого углерода и ведут растворение полимерного связующего при температуре 70°С в течение 1 часа. Если раствор выкипает, в колбу добавляют необходимое количество четыреххлористого углерода.

Нерастворившийся остаток помещают в предварительно высушенный и взвешенный стакан емкостью 50 см³, приливают 40 см³ ацетона и ведут растворение бризантного ВВ при температуре 50°С в течение 1 часа. В случае выкипания раствора, в стакан добавляют необходимое количество ацетона. Нерастворившийся остаток технологических добавок удаляют из раствора и промывают 15 см³ ацетона, присоединяя промывной раствор к раствору анализируемого бризантного ВВ в ацетоне.

Далее раствор в стакане выпаривают почти досуха, осадок бризантного ВВ сушат при температуре (60±3)°С в течение 1 часа, охлаждают и взвешивают.

Пример 2.

Последовательность действий аналогична приведенной в примере 1.

Изменены следующие условия проведения анализа:

- температура растворения полимерного связующего в четыреххлористом углероде 80°С;

- температура растворения бризантного ВВ в ацетоне 60°С.

Результаты определения массовой доли бризантных ВВ в эластичном ВВ по данным примерам приведены в таблице 1 (пример 1 - № анализа 1÷5, пример 2 -№ анализа 6÷10).

Изменение температурных режимов в примере 2 в сторону повышения (температура растворения полимерного связующего в четыреххлористом углероде > 80°С, температура растворения бризантного ВВ в ацетоне > 60°С) приводит к бурному кипению указанных растворителей (температура кипения четыреххлористого углерода ~ 77,5°С и температура кипения ацетона ~ 57°С) и быстрому их испарению, что создает взрывоопасную ситуацию.

Изменение температурных режимов в примере 1 в сторону понижения (температура растворения полимерного связующего в четыреххлористом углероде < 70°С, температура растворения бризантного ВВ в ацетоне < 50°С) приводит к неполному растворению полимерного связующего и, как следствие, к ограничению доступа к бризантному ВВ при его последующем растворении. Массовые доли бризантного ВВ получаются заниженными по отношению к истинным значениям. Например, для гексогена были получены следующие значения: 80,4 %, 83,2 %, 82,1 %, 79,8 %, 81,7 %.

Как видно из данных таблиц 1 и 2, предлагаемый способ с достаточной точностью позволяет определять в эластичных ВВ массовую долю таких бризантных ВВ как гексоген, октоген или ТЭН. При этом относительная погрешность предлагаемого способа составляет от 1,2 до 1,3 % при доверительной вероятности 0,95.

Предлагаемый способ допускает определять массовую долю бризантного ВВ при уменьшении или при увеличении его процентного содержания в эластичном ВВ.

Таким образом, разработан более безопасный, недорогой и несложный способ определения массовой доли таких бризантных ВВ как гексоген, октоген или ТЭН в эластичных ВВ, содержащих в качестве полимерного связующего каучуки СКД и СКН-18 или БНКС-18 и технологические добавки (фторопласт-4, пластификатор ДОС), и позволяющий получать достоверные данные при экономии времени и средств.