Результат интеллектуальной деятельности: СФЕРИЧЕСКИЙ МАЛОГИГРОСКОПИЧНЫЙ ПОРОХ

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия.

Известны пороха для стрелкового оружия, содержащие в своем составе различные компоненты: пироксилин, дифениламин, нитроэфиры, централиты, остаточные растворители, ВВ, поливинилнитрат, модификаторы горения и др. [1-3]. При этом в отличие от боеприпасов нарезного оружия охотничьи и спортивные патроны (с бумажными гильзами и закаткой «звездочка») для гладкоствольных ружей хранятся в негерметичной картонной упаковке, поэтому при различных температурах и относительной влажности воздуха пороха в зависимости от содержания гидрофобного агента в разной степени будут поглощать или отдавать влагу в окружающую среду, что приводит к изменению баллистических характеристик метательных зарядов (МЗ). Особенно это касается нефлегматизированных порохов.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является сферический порох [4], включающий нитроглицерин, дифениламин, централит, этилацетат, графит, влагу и нитраты целлюлозы при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Предлагаемый порох обеспечивает баллистические характеристики метательного заряда в охотничьих и спортивных патронах 12 клб. Однако в диапазоне относительной влажности воздуха 40-90% скорость полета дробового снаряда может изменяться в пределах 6-9 м/с при сохранении давления пороховых газов в пределах нормативной документации. Степень изменения баллистических характеристик МЗ определяется величиной исходной влажности пороха, условиями хранения, содержанием гидрофобных компонентов и свойствами исходного сырья. В последние годы в связи с удорожанием основного стратегического компонента порохов - пироксилина перешли на производство продукции гражданского назначения из вторичного сырья, т.е. устаревших порохов типа зерненых пироксилиновых, баллиститных порохов. Содержание азота в нитратах целлюлозы таких порохов составляет 196-208 мл NO/г (у пироксилина 1 Пл, применяемого для изготовления сферических порохов не менее 212 мл NO/г), что еще больше повышает гидрофильность пороха.

Технический результат достигается тем, что гранулы сферического пороха, содержащего нитраты целлюлозы, нитроглицерин, дифениламин, централит, этилацетат, влагу и графит, обрабатывают аэросилом, модифицированным диметилдихлорсиланом, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Выбор аэросила в качестве гидрофобного компонента обусловлен возможностью образования на поверхности гранул полимерной пленки за счет протекания реакции взаимодействия аэросила с сорбированной водой и одновременной блокировкой пор на поверхности гранул в процессе графитовки в результате высокой степени дисперсности порошка. Таким образом будут создаваться условия для увеличения адгезионных свойств покрытия. Уменьшение содержания аэросила менее 0,1 мас.% не дает эффекта снижения гигроскопичности, увеличение содержания более 0,2 мас.% нецелесообразно, так как избыток компонента приводит к наслоению с неупорядоченной ориентацией на первичный слой последующих слоев, слабо связанных с поверхностью, в результате чего гидрофобность будет также снижаться вследствие поглощения атмосферной влаги.

Нитроглицерин применяется как энергетический пластификатор, содержание которого в порохе может колебаться до 20 мас.%. Более высокое содержание обеспечивает необходимую гигроскопичность и без дополнительного ввода гидрофобных добавок. Однако при этом значительно возрастает дымность выстрела и ухудшается полнота сгорания.

Этилацетат и вода являются технологическими компонентами, остающимися в порохе после его изготовления. Их содержание определяется условиями формирования и составом пороха. В порохе с высоким содержанием нитроэфира остаточное количество этилацетата минимально, а в одноосновных порохах - максимально. Массовая доля влаги зависит от условий сушки, но не должна превышать 1,2%, чтобы не снижать в заметной степени энергетических характеристик. Уменьшение влаги менее 0,5 мас.% будет приводить к более значительным изменениям баллистических характеристик при колебаниях относительной влажности воздуха.

Графит используется как антистатическая добавка для снижения электризуемости и улучшения сыпучести пороха. Увеличение его более 2,0 мас.% приводит к появлению свободного графита, а уменьшение менее 0,1 мас.% не дает необходимого эффекта.

В таблице приведены примеры состава пороха-прототипа, сферического пороха в пределах граничных условий и за их пределами.

Пример 1. 1 кг пороха с влажностью 3-5% загружают в полировальный барабан и вводят 1 г (0,1 мас.%) аэросила. После обработки пороха аэросилом в течение 10 минут вводят 2 г (0,2 мас.%) графита и продолжают обработку в течение 40-50 минут. Процесс длится в течение 50-70 минут. В дальнейшем порох сушится до влаги 0,5-1,2 мас.% и упаковывается.

Пример 2. 1 кг пороха с влажностью 3-5% загружают в полировальный барабан, вводят 1 г (0,1 мас.%) аэросила, 2 г (0,2 мас.%) графита одновременно. Процесс обработки длится в течение 50-70 минут. В дальнейшем порох сушится до влаги 0,5-1,2 мас.% и упаковывается.

Остальные образцы изготовляются аналогично в соответствии с заявляемыми режимами.

Из данных таблицы видно, что пороха, изготовленные с обработкой аэросилом, имеют меньшую гигроскопичность (на 5,2-31,8%), меньшие колебания влаги в порохе и более стабильные баллистические характеристики при изменении относительной влажности воздуха. Изменение скорости дробового снаряда при изменении относительной влажности воздуха от 60 до 90% составляет 2 м/с (примеры 1-3) вместо 7 м/с у прототипа.

Уменьшение содержания аэросила менее 0,1 мас.% (пример 5) не дает эффекта стабилизации баллистических характеристик, увеличение его содержания более 0,2 мас.% (пример 4) не улучшает гигроскопичность.

Таким образом, порох, обработанный аэросилом, имеет меньшую гигроскопичность и большую стабильность баллистических характеристик.

ЛИТЕРАТУРА

1. Патент Англии №42577 от 14.04.76, кл. С1D (С06В 25/34), РЖХим, 1977. 3Н433П.

2. Патент США №370133 от 13.04.76, кл. 149-92 (С06В 23/34, С06В 25/18), РЖХим, 1977, 1Н363П.

3. Патент Франции, заявка №2210589 от 14.12.72, кл. С06В 19/00, 5/00, РЖХим, 1975, 16Н432П.

4. Патент России №2268869 от 27.01.2006, МПК⁷ С06В 25/24.