Материал повышенной термостойкости жесткого сгорающего картуза

Изобретение относится к производству материалов для жестких сгорающих картузов. Материал повышенной термостойкости жесткого сгорающего картуза содержит в качестве связующего поливинилацетат, в качестве армирующего компонента - волокна непластифицированной целлюлозы со степенью размола 42-48°ШР, взрывчатое вещество, такое как октоген, гексоген или тетрил, а также алюминий при соответствующем соотношении компонентов. Материал обладает повышенной термостабильностью и сниженной чувствительностью к механическим воздействиям. 1 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к области производства сгорающих материалов (СМ) для различных областей техники.

В настоящий момент известны составы сгорающих материалов, применяемых для изготовления жестких сгорающих картузов и для пороховых зарядов бескорпусных аккумуляторов давления [1, 2]. Сгорающий материал состоит из энергетических связующих, энергонасыщенных наполнителей и армирующих компонентов. При применении зарядов в скважинах глубиной до 7 км ожидается сильный нагрев композиции, который можно предотвратить за счет применения картузов с повышенной термостойкостью.

Наиболее близким принятым за прототип предлагаемого изобретения является состав материала жесткого сгорающего картуза (ЖСК), содержащий следующие компоненты в мас. % [1]:

термореактивная полимерная композиция - 30-37;

пироксилиновое волокно - 18-22;

взрывчатое вещество - 42-48;

сверх 100%:

спирт этиловый - 10;

смачиватель - 0,1.

В качестве взрывчатого вещества может быть использован октоген, гексоген, тетрил, в качестве смачивателя - пента-69, формальгликоль или глицерин. Термореактивная полимерная композиция может быть представлена в виде упруговязкого акрилатного связующего - олигомера Д-10 М, олигоэфиракрилата ТГМ-3, метилметакрилата, перекиси бензоила.

Недостатком известного состава сгорающего материала является то, что индивидуальные энергетические компоненты такой композиции, например пироксилиновое волокно, способны к автокаталитическому разложению, которое медленно протекает даже при комнатной температуре. Для предотвращения этого процесса необходимо дополнительно вводить стабилизатор химической стойкости.

Задачей изобретения является повышение термостабильности и снижение чувствительности материала ЖСК к механическим воздействиям при изготовлении из него изделий.

Задача решается за счет того, что материал повышенной термостойкости жесткого сгорающего картуза (ЖСК), включающий связующее, армирующий компонент и взрывчатое вещество (октоген, гексоген тетрил), в качестве армирующего компонента использует волокна непластифицированной целлюлозы, в качестве связующего - поливинилацетат и дополнительно содержит алюминий при следующем содержании компонентов, мас. %:

Взрывчатое вещество 57-62
Алюминий 1,0-1,7
Поливинилацетат 10-17
Целлюлоза со степенью
размола 42-48°ШР остальное

Изготовление составов материала ЖСК проводились следующим образом.

Целлюлоза в кипах поступает в ролл, где измельчается и разволокняется до 42-48°ШР (Шопер Риглера), а затем по трубопроводу поступает в смеситель, где при температуре 20-25°С в водной дисперсионной среде, содержащей эмульсию поливинилацетата (ПВА), происходит ее суспендирование, затем в смеситель загружается гексоген с влажностью 40%. ПВА высаживается на волокна целлюлозы путем ввода соответствующего количества сульфата алюминия. Водная суспензия компонентов (целлюлоза-ПВА-алюминий-гексоген) с концентрацией 1,0% подается в аппарат формования, полученная матрица затем прессуется при температуре 110-120°С.

В составе материала ЖСК целлюлоза волокнистой формы выполняет функцию армирующего компонента, поливинилацетат (ПВА) - связующего, гексоген выполняет функцию энергонасыщенного компонента. Все соединения по отдельности известны и описаны в литературе. ПВА применяется в виде 50%-ной эмульсии, водные дисперсии которого относятся к термопластичным синтетическим клеям, обладающим высокой адгезионной способностью к различным материалам. Поскольку процесс нанесения ПВА на целлюлозу осуществляется при действии сульфата алюминия Al2(SO4)3 с образованием комплекса общей формулы (C4O2H7)n·Al, где n=12-17, это объясняет наличие алюминия в составе материала.

Состав материала повышенной термостойкости ЖСК на основе гексогена и его характеристики приведены в таблице.

Из данных таблицы видно, что при изготовлении ЖСК по разработанным режимам (примеры 1-3) обеспечивается необходимая при формовании прочность материала, а температура вспышки при 1 минутной задержке материала повышенной термостойкости находится в пределах 221-228°C, штатный аналог имеет температуру вспышки при тех же условиях, равную 198°C. Повышается нижний предел высоты падения груза с 80 мм до 140 мм, что снижает опасность изготовления сгорающих материалов. При увеличении содержания ПВА более 17 мас. % эффекта повышения прочности не наблюдается, так как при этом снижается содержание армирующего компонента (пр. 4), т.е ухудшаются условия его дальнейшей переработки, а при увеличении армирующего компонента (пр. 5) уменьшается количество энергонасыщенного компонента - гексогена, т.е. снижаются энергетические характеристики материала (теплота сгорания).

При использовании целлюлозы с меньшей степенью размола чем 42°ШР происходит уменьшение прочностных характеристик материала жесткого сгорающего картуза, а также появление на поверхности материала участков с узлами неразволокненной целлюлозы. Увеличение степени размола больше 48°ШР ведет к увеличению длительности процесса разволокнения и уменьшению длины волокна, что также отрицательно сказывается на прочностных характеристиках материала жестких сгорающих картузов.

Таким образом, исключение из состава материала нитратов целлюлозы в виде пироксилинового волокна повышает термическую стабильность и снижает чувствительность материала к механическим воздействиям, что подтверждает положительный эффект изобретения.

Источники информации

1. Патент РФ 2503807 от 10.01.2014, кл. Е21В 43/263.

2. Патент Кореи KR 960004922 от 17.04.1996, кл. F42В 5/38.

Материал повышенной термостойкости жесткого сгорающего картуза, включающий связующее, армирующий компонент и взрывчатое вещество, отличающийся тем, что в качестве армирующего компонента используются волокна непластифицированной целлюлозы, в качестве связующего - поливинилацетат и дополнительно содержит алюминий при следующем содержании компонентов, мас. %:
Взрывчатое вещество

(октоген, гексоген, тетрил) 57-62
Алюминий 1,0-1,7
Поливинилацетат 10-17
Целлюлоза со степенью
размола 42-48°ШР остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к блокам пороховых зарядов безгильзовых боеприпасов. Блок (1) порохового заряда предназначен для установки в камору (10) огнестрельного оружия для стрельбы безгильзовыми боеприпасами.

Метательный заряд артиллерийского выстрела раздельного заряжания включает трубчатые пороховые элементы двух видов и воспламенитель, размещенные в сгораемых оболочках.

Изобретение относится к области артиллерийской техники и касается разработки жесткого сгораемого картуза модульного метательного заряда. Жесткий сгораемый картуз включает гильзу для метательного заряда и цилиндрическую наружную оболочку.

Изобретения относятся к способу и устройству для воспламенения порохового заряда в патронах и снарядах. Способ поджига порохового заряда в огнестрельном оружии пламенем капсюля при ударе по нему бойка заключается в том, что пламенем капсюля воспламеняют инициирующий пороховой заряд, находящийся в закрытом контейнере, а затем взрывом контейнера поджигают основной метательный заряд.

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к способу высокоскоростного метания из ствольной пороховой баллистической установки. В способе высокоскоростного метания из ствольной пороховой баллистической установки используется два пороховых заряда, разделенных газонепроницаемым поршнем.

Изобретение относится к боеприпасам, а именно к пороховым зарядам. Пороховой заряд содержит материал, воспламеняющийся от запального устройства.

Изобретение относится к области военной технике, в частности к боеприпасам, состоящим из нескольких частей. Боеприпас состоит из двух частей, стыкуемых друг с другом непосредственно перед заряжанием в ствол орудия.
Изобретения относятся к области пороховых зарядов. По первому варианту, пороховой заряд содержит два типа пороха и гильзу.

Изобретение относится к области военной техники, в частности к секционным картузам дисковой формы для метательных зарядов артиллерии. .

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к конструкции артиллерийских зарядов. .

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. При получении пороха высушенный графитованный сферический порох пневмотранспортом через циклон-осадитель подают на наклон для сухого рассева, представляющий собой набор сменных латунных сеток под заданную марку пороха, установленных на подрамнике под углом 20-30° относительно горизонтальной плоскости.

Изобретение относится к производству ракетной техники, а именно к изготовлению зарядов смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ). Способ изготовления заряда смесевого ракетного твердого топлива включает последовательное механическое перемешивание окислителя и смеси горюче-связующего на основе полимера с пластификатором, металлическим горючим, технологическими добавками и порционный слив приготовленной топливной массы в корпус.

Изобретение относится к получению сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Способ включает получение порохового лака, диспергирование его сферических частиц, обезвоживание и отгонку этилацетата из пороха с последующей промывкой, сортировкой водопроводной водой и сушкой.
Изобретение относится к технологии смесевых взрывчатых веществ (ВВ) и может быть использовано в детонирующих зарядах, воспламенителях, детонаторах и других взрывных устройствах.

Изобретение относится к производству водоустойчивых эмульсионных взрывчатых веществ. Технологическая линия производства эмульсии содержит последовательно сообщенные аппараты с весоизмерительным устройством, краны, эластичные компенсаторы, фильтры, насосы, проточные электронагреватели.

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Способ включает загрузку пороховой массы в дисперсионную среду - воду, находящуюся в реакторе, заливку растворителя - этилацетата, приготовление порохового лака, диспергирование его на сферические элементы, обезвоживание их сернокислым натрием и отгонку растворителя из пороховых элементов путем конденсации паров этилацетата в холодильнике в трубном пространстве путем охлаждения их водопроводной водой, подаваемой в межтрубное пространство.

Изобретение относится к устройствам циклического измерения объемов сыпучего материала дозами, а более конкретно к автоматическим дозаторам с внешним управлением для повторяющегося отмеривания и выдачи заданных объемов сыпучего материала, независимо от способа его подачи из накопителя, и предназначен для автоматического объемного отмеривания доз пиротехнических составов для формирования пироэлементов.

Изобретение относится к способу получения зарядов взрывчатых веществ и может быть использовано для получения тонкослойных зарядов из ВВ для различных целей: систем передачи детонации, устройств взрывной логики и др.

Изобретение относится к сферическим порохам для стрелкового оружия. Сферический пироксилиновый порох для 5,6-мм спортивно-охотничьего патрона кольцевого воспламенения в качестве исходного сырья содержит пироксилин с содержанием оксида азота 213,0-214,0 мл NO/г и до 30 мас.% возвратно-технологических отходов от предшествующих операций, дифениламин, технический углерод, этилацетат и влагу.

Изобретение относится к области производства гранулированных материалов по водно-дисперсионной технологии, в частности сферических порохов (СФП). Способ получения сферического пороха включает получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание и отгонку этилацетата (ЭА) из сферического пороха с последующей промывкой, сортировкой и сушкой.

Изобретение относится к получению сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия, а именно к способу графитовки пороха. После сушки партию неграфитованного пороха загружают в герметичный полировальный барабан, представляющий собой медный вращающийся цилиндр. Вдоль образующей барабана укреплены медные ребра, которые обеспечивают эффективное перемешивание. После загрузки пороха вводят навеску сухого графита и воды. Затем при температуре не менее 15°C и относительной влажности не менее 75%, в течение 30-80 минут проводят графитовку сферического пороха. Способ позволяет получать равномерное покрытие пороховых элементов графитом при серийном изготовлении порохов, где масса партий порохов не превышает 80-200 кг. 1 ил., 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к производству материалов для жестких сгорающих картузов. Материал повышенной термостойкости жесткого сгорающего картуза содержит в качестве связующего поливинилацетат, в качестве армирующего компонента - волокна непластифицированной целлюлозы со степенью размола 42-48°ШР, взрывчатое вещество, такое как октоген, гексоген или тетрил, а также алюминий при соответствующем соотношении компонентов. Материал обладает повышенной термостабильностью и сниженной чувствительностью к механическим воздействиям. 1 табл., 5 пр.

Наверх