חומרים אקספוקטיים הם הכרחיים על פני תעשיות החל כריה ובניה להגנה צבאית והריסה. השימוש שלהם נשלט מאפשר פיצול סלע בקנה מידה גדול, אימפולסי בנייה מדויקים ומערכות הנעה אמינה.אך עצם הרכוש שהופך אותם שימושיים - שחרור אנרגיה רפוי - גם מציב סיכונים חמורים אם הם מגנים באופן לא נכון על הכימיה ששולטת, הוא הבסיס של כל טיפול בטוח, תחבורה, וכן הלאה, ופרוטוקולים אלה יכולים להוביל לשיטות הגנה מולקולריות, אפילו על ידי פעולות כימיות.

מה הם חומרים אקספוציטיביים?

חומרים אקספוקטיים הם חומרים או תערובת העוברים תגובה כימית מהירה, עצמי-מחדשת, שחרור נפח גדול של גזים חמים ואנרגיה חום כמעט מיידיות.גל הלחץ וכתוצאה מכך – נסיעה במהירויות סופר-קולוניות או תת-קולוניות – גורם להרס מכני על ידי דיכוי יתר ופיצול. בניגוד לחומרים רגילים שלא ניתן לחמצן (כגון עץ או נייר) ששורפים לאט, חומר נפץ איטי יחסית, בעוד שגורם לפירוק של חומר מדבק במנגנון הדחיסה חיצוני, בעוד שגורם להפחתה חיצונית, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כמו זעזועים, כלומר, לחץ דם חיצוני, בעוד שגורם להפחתה מוקדמת יותר, כמו דחיסה, בעוד שגורם להפחתה מוקדמת יותר, כמו חומר מסתמך על מנת למנוע דחיסה, בעוד שגורם להפחתה מוקדמת של חומר מנקה.

המאפיינים המכוננים של חומר נפץ כוללים שיעור גבוה של תגובה (בדרך כלל נמדדת בקילומטרים לשנייה), פלט אקסותרמי גדול (לעתים קרובות אלפי ג'אולים לגרם), וייצור של מוצרים גזיים המתרחבים לזמנים רבים את הנפח המקורי. פרמטר קריטי בנוסחאות הוא FLT:0gen BalanceFLT:1), התואר המכיל מספיק חמצן כדי לנפח לחלוטין מימן ו- HIV אינו יכול להוביל יתרום חמצן (p2).

הכימיה שמאחורי התפוצות

תגובה ל-Oxidation-Reduction

ברמה המולקולרית, הפיצוצים הם תגובות oxidation קיצוני (redox) מולקולה חומר נפץ מכיל גם את ה-חמצן חמצון (לעתים קרובות קבוצות ניטרו, -NO2) ורכיב דלק (פחמן עמוד השדרה, מימן) כאשר הוא יזם על ידי חום, הלם או חיכוך, האג"ח החלש בתוך מולקולות אלה פורצות, שחרור רדיקלים תגובתיים גבוהים מאוד כמו NO2 / H.

סוגים של תגובה מוגזמת

  • (FLT:0) ,Detonation:FLT:1 , חזית תגובה סופרוזית מתפשטת דרך החומר במהירויות של 5,000-9,000 מ' /s.הההה מחסימת את חומר נפץ, מעלה את הטמפרטורה מעל נקודת החדירה, גורמת לפירוק מיידי של פלדה או מנפץ (Dtonation) הוא טיפוסי של חומרי נפץ כגון RDX, PN, ו-TNT, ו-TNT, אפקט מנפץ (Ferrereance) של פלדה או מנפץ (Ferance) או מנפץ (Ferance) ונפץ (Ferance) ונפץ (Ferganance) ו-TNT (Ferrections) של פלדה (מהפכה של פלדה (מהפכה של פלדה (מהפכה של פלדה (מהפכה של פלדה (מהפכה של פלדה).
  • גל הבעירה:0 (Deflagration:FLT:1 A subsonic combustion נוסע במהירויות מתחת למהירות הקול (בדרך כלל 1–400 מ'/s) התגובה נמשכת על ידי התנהגות תרמית וקרינה במקום דחיסה זעזוע.DT Deflagration הוא מאפיין של חומרי נפץ נמוכים כגון אבקה שחורה ומניעים.

אנרגיה משחררת וגל הלם

השינוי הפתאומי של חומר נפץ מוצק או נוזלי לגז חם, בלחץ גבוה יוצר גל פיצוץ.בסביבה פתוחה, הגז המתרחב במהירות דוחף את האוויר שמסביב, ויצר חזית הלם שמדממה עם מרחק.השיא מדכא - מחוש בפסקלים או psi - והדחף (משלב משולב לאורך זמן) קובע את הפוטנציאל הגלום של אנרגיה כימית מתרחשת בשני שלבים: התגובה העיקרית (הת) לאחר תגובה חלקית של חלקיקים (מתאים) עלולים לתפקודים של חומרים עמידים (מחץ) רק לאחר לחץ דם גבוה יותר) עלולים (מתאים יותר) רק לאחר לחץ דם חזק יותר (מתאים יותר) ומול לחץ דם חזק יותר (מתאים יותר (מתאים יותר) עלולים (מתאים יותר לכדי לחץ דם חזק יותר) כדי להבטיח תגובה מיקרו-מצטברים (מתאים פחות חזק יותר) רק לאחר זמן) כדי להבטיח תגובה דקה (מתאים פחות חזק יותר לכדי לחץ דם מתוחהטווח) כדי להבטיח את ההשפעות חמצן מתוחכמות גבוהה יותר (מתאים פחות חזק יותר (מתאים פחות בטוח יותר) כדי להבטיח את ההשפעות חמצן מתוחכמות גבוהה יותר) ולהפחית את הפוטנציאל המוחזקים (מתאים (מתאים יותר) כדי להבטיח את ההשפעות חמצן מתוחכמות) כדי להבטיח את ההשפעות חמצן מתוחכמות

סיווג חומרים אקספוצטיביים

נמוך לעומת פיצוצים גבוהים

חומרי נפץ נמוכים מתפוררים במקום לדהטות. אבקת שחור, תערובת של אשלגן ניטריט, פחם, וסולפור, הוא חומר נפץ נמוך קלאסי המשמש לייצור pyrotechnics, פתי בטיחות וכלי נשק עתיקים.הוא שורף לאט יחסית (כ-400 מ's) והוא רגיש לניצוץ וללהבה.

ראשי תיבות של Secondary Explosives

חומרי נפץ ראשוניים רגישים מאוד לחום, לחיכוך ולהשפעה.הם משמשים בכמויות קטנות ליזום האשמות גדולות יותר - לעיתים קרובות נמצא בפלאשינג, למפציצים, ולראשי נפץ ראשוניים נפוצים כוללים אזהרה מובילה (Pb(N3), styphnate המוביל וכספים משמידים.

חומרי נפץ משניים הם הרבה פחות רגישים והם המטען העיקרי ברוב היישומים.הם דורשים גירוי חזק (למשל, זעזוע מטונאי) כדי להדחן באופן אמין.חוסר רגישות זה מאפשר טיפול בטוח יותר ואחסון.

קומפלקסים משותפים וכימיה

  • (FLT:0)TNT (Trinitrotoluene): ibph:1 , C7H5N3O6.אחד חומרי נפץ צבאיים הנפוצים ביותר בשל יציבות גבוהה, רגישות נמוכה להשפיע, וקלות של ליהוק.מאזן החמצן השלילי שלו (- 74%) פירושו לייצר פחמן חד תחמוצת הפחמן וניתוק בחללים מוגבל, דאגה רעילה.
  • (FLT:0)RDX (Cyclotrimethylenetrinitramine): FLT:1 C3H6N6O6. A חזק יותר ונקי יותר מ- TNT, עם מהירות הדהורבה של 8,700 מ"ר / RDX משמש לעתים קרובות בשילוב עם TNT (Composition B) או כנפץ נפץ מפלסטיק (PBX).
  • (ב) [ה]מ"א] (Octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocine): veFLT:1 דומה ל-RDX אבל עם שמונה קבוצות nitro במקום שש. HMX יש צפיפות גבוהה יותר ומהירות הדמדומים (מעל 9,000 מ"מ), מה שהופך אותו מתאים להאשמות וטילים רגישים לרי מלחמה.
  • (ב) ⁇ (ה-PETN) (Pentaritthritol tetranitrate): C5H8N4O12 A משני חזק מאוד עם גישור מעולה, המשמש ב detonators ו-Frimacord (Primacord). PETN הוא קצת יותר רגיש מ-RDX ודורש phlegmatization עם שעווה או שמן לשימוש בטוח.
  • (FLT:0)Ammonium Nitrate (NH4NO3): AFLT:1 a נפוץ דשן כי, כאשר מעורבב עם שמן דלק (בדרך כלל 94% ANFO) - סוכן הפיצוץ התעשייתי הזול ביותר.FO יש אפס איזון חמצן, לייצר רק CO2, H2O, ו- N2 כאשר הוא מנוסחת כראוי.
  • (ב) ⁇ :0 (Dynamite: FLT:1 An Adsorbent Base (למשל, אדמה דיאטומה או pulp עץ) שקועה עם nitroglycerin (NG) הוא חומר נפץ רגיש מאוד; דינמיט פותח כדי להפוך אותו בטוח יותר כדי לטפל בו על ידי קליטת אותו על ידי במידה רבה על ידי ANFO ו ⁇ , נשאר ניסיון שימוש בכרייה נשאר דינמיט.

השלכות בטיחות של נכסים כימיים

ההרכב הכימי והמבנה של חומר נפץ מכתיבים את הרגישות, היציבות והסיכון הרעילולוגי שלה.הבנה של תכונות אלה מאפשרת עיצוב של פרוטוקולי בטיחות קפדניים לכל שלב במחזור החיים של חומרי נפץ: ייצור, אחסון, תחבורה, טיפול וסילוק.

רגישות ויציבות

רגישות משלבת את המקרה שבו ניתן להתחיל חומר נפץ על ידי גירוי חיצוני כגון השפעה אקספוזיטיבית, חיכוך, ניצוץ, חום או הלם. יציבות היא היכולת של החומר להתנגד לפירוק ספונטני בתנאי אחסון רגילים.שני תכונות אלה לעתים קרובות לסחור: ניטטורים חזקים יותר (כמו PETN) נוטים להיות רגישים יותר ויציבים יותר לאורך זמן, לחות, ו conminants יכול להאיץ את שלב הפחתת ה-mposicreperaperaperaperaperaperation.

אחסון תנאים

אחסון נכון תלוי בכימיה של חומר נפץ.גורמי מפתח כוללים:

  • (FLT:0) Temperature:FLT:1 יש לשמור על רוב חומרי נפץ מתחת 30 מעלות צלזיוס (86 °F) טמפרטורות גבוהות יותר להגדיל את הסיכון של decomposition, במיוחד עבור מוצרים המבוססים על ניטרוגליצרין.חלק מהנפץי נפץ פולימרים (PBXs) יכולים לעמוד 120 מעלות צלזיוס לתקופות קצרות, אך חום ממושך מכווץ את הרגישות הכבלית.
  • (FLT:0)הומידיות: 1FLT:1 חומרי נפץ רבים (למשל, אמוניום ניטריט, אצטט מוביל) הם היפוגסקוסקופיים. Moisture יכול לגרום הידרוליזה, קטיפה ואובדן רגישות, או במקרים קיצוניים, תגובה עם קת אלומיניום לייצור גז מימן - סכנה דיונית.
  • (FLT:0) Incompatibilities: FLT:1 Explosives חייב להיות מאוחסן מן חמצון, חומצות, בסיסים, מתכות מסוימות.לדוגמה, nitrocellulose אינו תואם לחומרים אלקליין; RDX Decomposes במגע עם בסיסים חזקים; ו nitrate ammonium לא צריך להיות מאוחסן ליד דלק או צינורות כדי למנוע היווצרות של חומצה.
(ב) [ה]העיקרון ה[[המאה ה-1]]:2 [החומר] כל חומרי נפץ צריכים להיות מאוחסנים במגזינים ייעודיים התואמים את הקודים הלאומיים (למשל, NFPA 495 או תקנות מודל האו"ם) יש לבנות חומרים שאינם בלתי-מבולבלים, הגנה על הברק, מצוידת בטמפרטורה ובלחות.

פרוטוקולים קשורים דרבירד מכימיה

ידע של מבנה כימי מאפשר הוראות טיפול מדויקות.לדוגמה, אזעקה מובילה רגישה לפריטת חשמל סטטית; לכן, עובדים חייבים להשתמש בנעליים אנטי-סטטיות וריצוף מוליכים.PETN-מחדש את הטבור ניתן להתחיל על ידי השפעה זעזוע, כך שהוא תמיד מטופל עם כלים שאינם מגנים ושומר הרחק מאזורי מתכת-למעבורת, הסיכון אינו מיוצר רגישות דלקתית, אלא רגישות נשימתית, אלא אמצעי הגנה רעילה.

היבט כימי קריטי נוסף הוא הרעיון של FLT:0 קריטי קוטרורציה:1: קוטר מינימלי של מטען נפץ למטה אשר טיהור יציב לא יכול להפיץ. עבור ANFO, הקוטר הקריטי הוא סביב 50-100 מ"מ בהתאם צפיפות ומגבלות; עבור TNT ליהוק, זה בערך 10 מ"מ הבנה זה עוזר לתכנן מטענים כי ללא ייצור חומרים או שריפות מסוכנות.

התקדמות בכימיה אקספובית לבטיחות

מוטציות רגישות (IM)

מחקר מודרני מתמקד בפיתוח ניסוחים כי לשמור ביצועים גבוהים אבל להפחית באופן דרמטי את הרגישות לגירויים מקריים.הרכבים IM לעתים קרובות להשתמש lastomers thermoplastic כמו נקשרים לספוג אנרגיה השפעה, או הם משלבים סוכנים מרתיעים כגון lacquer nitrocellulose. לדוגמה, PAX-21 מכיל RDX ו-S-Cot-ac-cured כבל עובר את כדור הארץ ואת חומרים הבדיקה.

ירוק Explosives

(הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

גילוי ובדיקה בזמן אמת

התקדמות בכימיה אנליטית עכשיו לאפשר זיהוי רגיש אולטרה סגול של מחסני נפץ ובודדים, חיוני למניעת הברחת וחקירה משפטית לאחר תאונות. Ion ניידות ספקטרוםמטריה (IMS) וספקטרום המוני (MS) יכול לזהות כמויות ננוגרמה של TNT, RDX, או PETN. שדה-portable Raspectroscopyscopy יכול לאמת את הזהות של חומר לא ידוע ללא חיישנים פחמן, 000 (Fposition) , 000 , 000 ⁇ .

חידושים ונוסחאות

כדי להרחיב את חיי המדף, כימאים עיצוב ייצובs כי מעדיף להגיב באופן אידיאלי עם רדיקלים דו חנקן המיוצר על ידי פיזור איטי של חומר נפץ nitroulose מבוסס דחף, FLT:0diphenylamineFLT 1 ו FLT:2 דונם מרכזי ניקלטיFLT 3: הם תוספים.

חידוש נוסף הוא (FLT:0) microencapsulationFIRLT:1 של חומרים אנרגטיים - הפעלת כל גרגר עם מעטפת פולימר המונע מגע ישיר בין רכיבים רגישים עד שהפגז נמחץ על ידי אינקטור.הטכנולוגיה הזו מוחלת על חומרי נפץ ראשוניים כדי להפחית את הסיכון של נזילות מקרית במהלך הטיפול.

מסקנה

הטיפול הבטוח בחומרי נפץ אינו עניין של מזל או זהירות בלבד; זהו משמעת הנדסית מושרשת היטב במדע כימי.מהחישובים התרמודינמיים של איזון חמצן למודל הקינטי של הדה-מדבקות המושרה בהלם, כל פרוטוקול בטיחות מקבל דיוק כאשר הוא הודיע על ידי הבנה מולקולרית ברמת הבנה.הנכסים השולטים - חוזקות מובנות, אריזה, פגמים גבישיים - הם זהים הקובעים כיצד מגיבים חומרי נפץ ללחצים, טיפול פסיכולוגי, טיפול פסיכולוגי, טיפול במתקנים, או ניהול נכון, או טיפול, או טיפול, כלומר, לחץ, לחץ, ריפוי, אמצעי אבטחה, או אמצעי אבטחה, או אמצעי זהירות, או אמצעי זהירות, אמצעי זהירות, לחץ מתאים, או טיפול מתאים, או ריפוי, על ידי אחסון מתאים, על ידי אחסון מתאים, כלומר, לחץ מתאים, לחץ מתאים, לחץ מתאים, לחץ מתאים, לחץ מתאים, כלומר, לחץ מתאים, לחץ מתאים, כלומר, לחץ מתאים לצמצום, ריפוי, לחץ מתאים לצמצום, ריפוי מתאים לצמצום אמצעי זהירות, לחץ מאובטח, אחסון מתאים אבטחה מתאים אבטחה מתאים אבטחה מתאים לצמצום אמצעי זהירות, או ריפוי מתאים לצמצום, לחץ מתאים אבטחה מתאים אבטחה מתאים אבטחה מתאים אבטחה מתאים אבטחה נכונה.

(המחקר מתקדם לקראת תחמושת רגישה, פורמולות ירוקות יותר וגילוי בזמן אמת, הסינרגיה בין כימיה ובטיחות רק מתחזקת.המטרה הסופית היא לשמר את היתרונות הכלכליים והמבצעיים של חומרי נפץ תוך נהיגה בשיעורי תאונות לעבר אפס.אייב, שהעתיד מתחיל עם ריצוף יסודי בכימיה של חומרי נפץ - קרן שמשלמים דיבידנדים לא רק בציות אלא גם בתקופות של 3.