مواد منفجره معمولاً حاوی اکسیژن در دسترس هستند که قسمت های قابل احتراق مولکول یا جزء قابل احتراق را اکسید می کند. مقدار زیادی گرما و گاز خیلی سریع آزاد می شود، به طوری که معمولا غیر قابل کنترل می شود واکنش زنجیره ای می آید. اکسیژن اغلب به یک اتم نیتروژن (به عنوان مثال نیترات، ترکیب نیترات) یا به یک اتم کلر (کلرات، پرکلرات) متصل می شود. حساسیت به گرما، ضربه، اصطکاک یا جرقه بسیار مهم است.
کاربردهای زیادی برای مواد منفجره وجود دارد. آنها نه تنها برای مصارف صنعتی (جاده سازی و ساخت تونل، معدن) و نظامی، بلکه به عنوان مواد منفجره لرزه ای در زمین شناسی، به عنوان سوخت موشک، به عنوان چاشنی و در محصولات آتش سوزی استفاده می شوند.
کار با مواد منفجره تابع تعدادی از قوانین و مقررات قانونی است.
تاریخچه مواد منفجره
از نظر تاریخی، نمی توان به طور دقیق تاریخ اختراع اولین ماده منفجره را تعیین کرد. اولین مواد منفجره احتمالاً در قرن دوازدهم در سال 2018 کشف شد چین ساخته.
مخلوطی از مواد ایجاد شد که حاوی وسایل آتش زا ساخته شده از “پیچ و گوگرد” بود که از دوران باستان (قرن 5 قبل از میلاد) برای اهداف نظامی استفاده می شد و نیترات ها نیز به آنها اضافه می شد. در قرن سیزدهم، مخلوط هایی شبیه پودر سیاه گزارش شد. در اروپا راهب کشف کرد برتولد بلک در نیمه دوم قرن سیزدهم اثر انفجاری مخلوطی از 75٪ نیترات پتاسیم، 15٪ پودر کربن و 15٪ گوگرد: بعدها پودر سیاه کشف شد. اوج شکوفایی سلاح گرم از قرن چهاردهم آغاز شد. پودر سیاه تا قرن نوزدهم تنها پیشران این مواد باقی ماند.
استفاده تجاری در حدود سال 1620 با اولین بارهای انفجاری در معادن و معادن سنگ معدن آغاز شد.
در سال 1846 مواد منفجره قابل توجهی کشف شد. این شامل as پنبه تفنگ استر اسید نیتریک سلولز (نیترات سلولز). در همان سال، سنتز گلیسرول تری نیترات، استر اسید نیتریک گلیسرول، برای اولین بار توصیف شد. به عنوان عامیانه شناخته می شود نیتروگلیسیرین ماده منفجره تعیین شده یک مایع روغنی، بی بو و زرد کم رنگ است که در دمای معمولی بدون تجزیه پایدار است. این ماده در صورت گرم شدن سریع و ناگهانی، در صورت تکان خوردن، ضربه یا ضربه بلافاصله منفجر می شود.
در نتیجه تصادفات زیادی که در کار با گلیسریل تری نیترات رخ می دهد، این ماده منفجره به سختی می تواند مورد استفاده عملی قرار گیرد، علی رغم قدرت انفجاری بالای آن. این تنها در حدود سال 1866 تغییر کرد، زمانی که آلفرد نوبل (1833-1896) جاذب مناسبی پیدا کرد که با گلیسریل تری نیترات واکنش نشان نمی داد و کار با آن را ایمن می کرد. NOBEL از kieselguhr استفاده کرد، ماده ای که بیشتر از دی اکسید سیلیکون آمورف (غیر کریستالی) (SiO2) تشکیل شده است. به عنوان دینامیت ماده منفجره تعیین شده، که در سال 1867 به ثبت رسید، شامل تقریباً 75٪ گلیسریل تری نیترات و تقریباً 25٪ کیزلگوهر و کمی سودا (کربنات سدیم) بود.
حساسیت در محیط های مرطوب منجر به توسعه بیشتر، ژلاتین انفجاری شد. برای انجام این کار، NOBEL تری نیترات گلیسرول را در کلودیون، محلول چسبناک نیترات سلولز در اتانول/اتر حل کرد. این به او یک ماده منفجره ژلاتینی مقاوم در برابر آب داد که می تواند برای انفجارهای زیر آب نیز استفاده شود.
بعدها، مواد منفجره مبتنی بر نیترات آمونیوم ساخته شد که به طور قابل توجهی ارزان تر و ایمن تر است. اما در هنگام کار با نیترات آمونیوم نیز حوادث جدی رخ داد. یک فاجعه وحشتناک انفجار یک کارخانه کود در اوپائو در سال 1921 بود. در آنجا، مخلوط کود جامد نیترات آمونیوم و سولفات به طور معمول با دینامیت شل می شد. یک جرقه اولیه وجود داشت که باعث یکی از بزرگترین حوادث شیمیایی در تاریخ شد.
نیترات آمونیوم مدتی است که شناخته شده است. در دماهای بالاتر تجزیه می شود. امروزه بیشتر نیترات آمونیوم در تولید کود مورد استفاده قرار می گیرد. مواد منفجره مخلوط مبتنی بر نیترات آمونیوم هنوز به عنوان مواد منفجره امنیتی استفاده می شود، به عنوان مثال. ب. در معدن در حال استفاده.
مواد منفجره از سال 1891 در آلمان استفاده شده است TNT صنعتی ساخته شده است. نام سیستماتیک جامد کریستالی که در دمای بالای 300 درجه سانتیگراد تجزیه می شود، 2،4،6-ترینیتروتولوئن یا طبق نامگذاری IUPAC 2-methyl-1،3،5-trinitrobenzene است. TNT اولین ماده منفجره امنیتی است که فقط با شروع انفجار می تواند منفجر شود، نه آتش یا گرما. به دلیل هزینه های بالای تولید، عمدتاً در فناوری سلاح استفاده می شود، به عنوان مثال. ب. به عنوان بار جنگی نارنجک، بمب و مین استفاده می شود.
قدرت انفجاری TNT به معیاری برای قدرت سایر وسایل انفجاری تبدیل شده است. معادل TNT یک واحد اندازه گیری غیر سازگار با SI برای انرژی آزاد شده در انفجار یا رویدادهای مشابه مانند برخورد شهاب سنگ است.
استفاده صلح آمیز از مواد منفجره
در زندگی روزمره نه تنها در شب سال نو با مواد منفجره مواجه می شویم. هر بار که رانندگی می کنیم، یک کیسه هوا مجهز به پیشران ایمنی ما را تضمین می کند. اساساً ایربگ طبق اصل زیر کار می کند: سنسورهای تصادف تصادف را به واحد کنترل گزارش می دهند. این امر باعث مشتعل شدن بار پیشرانه می شود که در خودروهای قدیمی از مخلوطی از سدیم آزید و نیترات پتاسیم تشکیل شده است. در نتیجه، حدود 100 لیتر گاز در 10-30 میلی ثانیه آزاد می شود و یک بالشتک ساخته شده از پارچه فیبر مصنوعی باد می شود.
بیش از 90 درصد نیاز سالانه جهان به مواد منفجره برای انفجار در معادن، معادن سطحی، ساخت تونل، جاده سازی یا تخریب ساختمان ها استفاده می شود. از زمان اولین استفاده مستند در حدود سال 1630، فناوری انفجار اهمیت زیادی در معدن پیدا کرده است. نشانه های جداگانه ای وجود دارد که حفاری در اوایل قرن شانزدهم، به عنوان مثال. پودر سیاه B. در ایتالیا استفاده شد. پودر سیاه تا اواسط قرن نوزدهم ماده منفجره اصلی معدنچیان باقی ماند. امروزه عمدتاً از دینامیت، پنبه تفنگ، ژلاتین انفجاری و TNT استفاده می شود.
شروع کننده مواد منفجره
شروع کننده مواد منفجره مواد منفجره آتش زا نیز نامیده می شوند. آنها قبلاً در مقادیر کمی از دهم یا صدم گرم مؤثر هستند.
آنها برای منفجر کردن مقادیر بیشتری از مواد منفجره بی اثر در نظر گرفته شده اند. آنها به اصطکاک، ضربه، ضربه و حرارت بسیار حساس هستند. آنها مواد منفجره واقعی را منفجر می کنند. مثال: برق جیوه (فولمینات جیوه)، آزیدها به عنوان مثال سرب آزید ، آزید نقره یا مانیتول هگزانیترات.
مواد آتش نشانی
ترقه ها محصولات آتش نشانی هستند که به عنوان مواد منفجره نیز طبقه بندی می شوند.
آنها حاوی مخلوطی از مواد (مجموعه آتش نشانی) که انرژی آن برای نور، دود، صدا، فشار، حرکت یا اثرات حرارتی استفاده می شود. بنابراین شما می توانید. ست های شراره، ست های سوت، ست های دود و بنگ متمایز می شوند. اجزای اصلی مخلوط مواد نیترات ها، کلرات ها، اکسیدها، پراکسیدها و پرکلرات ها هستند که همگی به عنوان عوامل اکسید کننده عمل می کنند. همچنین شامل موادی می‌شود که قابلیت احتراق مجموعه را افزایش می‌دهند (مانند فسفر، گوگرد) و مواد دیگری که شعله را رنگ می‌کنند (مانند لیتیوم).