Uvod

 Eksplozivi i baruti imaju veoma dugu istoriju i nasli su primenu u raznim obalastima ljudske delatnosti, pre svega kao oruzje, zatim u privredi (rudarstvu, kamenolomima i sl.), kao gorivo u raketnim motorima i kao lekovi.

            Pod eksplozivima se podrazumevaju jdinjenja ili smese koji mogu da razviju veliku zapreminu gasova na visokoj temperature i za vrlo kratko vreme. Eksplozija je process veoma brzog stvaranja toplotne i mehanicke energije uz oslobadjanje gasova. Eksploziju prate zvuk, svetlost, mehanicko dejstvo i slicne pojave, koje svakako ostavljaju snazan uticaj na coveka. Sagorevanjem 1 kg petroleuma oslobadja 46000 KJ, ako se sagorevanje vrsi na primer u lampi ova energija se postepeno prenosi u okolinu, bez ikakvog mehanickog dejstva. Medjutim, ako se pomesa 1 kg petroleuma sa dovoljnom kolicinom tecnog kiseonika i paljenje izvrsi inicijalnom kapislom, nastace velika eksplozija u kojoj se trenutno (hiljaditi deo sekunde) oslobadja oko 46000 KJ, temperature dostize i do 4000 0C,  izaziva se i pritisak od oko 100 tona po kvadratnom centimetru (podrazumeva se da udarni talas ima razorno dejstvo).

            Osnovna razlika eksploziva od ostalih zapaljivih materija je u tome sto se u kiseonik potreban za sagorevanje nalazi u molekulima u vidu nitro ili hitratne, hloratne ili perhloratne grupe, pri cemu treba znati da prisustvo internih gasova smanjuje broj kalorija oslobodjenih pri eksploziji.

Istorijski razvoj eksploziva   

1190. god. p.n.e. – Trojanske trupe koristile su zapaljiva sredstva protiv grcke mornarice.
500-470 god. p.n.e. – U taktici kineza Fau Li Jena opisana je upotreba kamenih kugli i zapaljivih lopti prilikom opsade gradova.
160-122 god. p.n.e. – Kinezi pronasli crni barut, smesu 76,2% kalijum-nitrata, 15,4% drvenog uglja i 8,4% sumpora.
222 god. – Rimljani poceli da koriste u pomorskim bitkama, zapaljivu smesu izradjenu od negasenog kreca i asfalta koja se palila u dodiru sa vodom.
Sredinom VII veka Grk Kalinikos je usavrsio rimsku zapaljivu smesu I pronasao “grcku vatru” koja se satoji od nafte, sumpora, smole i negasenog kreca.
1073. – Madjari su pri opsadi Beograda prvi koristili crni barut u Evropi
1250. – Kaludjer R.Bacon dao je sledeci sastav crnog baruta: 41,2% kalijum0nitrat, 29,4% sumpora I 19,4 drvenog uglja
1326. – U Veneciji su izradjeni metalni topovi koji su djulad p[od pritiskom gasova nastalih sagorevanjem baruta
 1627. – K. Wiendl prvi je koristio crni barut za otkopavanje ruda
1654. – J.R. Clauber pronasao je amonijum-nitrat (koji se koristi kao oksidans u privrednim eksplozivima)
krajem XVII J. Lowestern pronasao je zivin-fulminat
1780. – C.L. Berthollet pronasao jekalijum-hlorat
1845. – otkrivena nitroceluloza, a A. Soborero pronasao nitroglycerin
1853. – Austrija zamenjuje crni barut nitroceluloznim barutom koji stavljaju u baterije topova
1867. – A. Nobel je pronasao dinamit
1873. – Pronadjen plasticni eksploziv (nitroceluloza + nitroglicerin)
1884. – pronadjen dvobazni barut
1870. – dobijen je trinitrotroluen
1891. – T. Curtis pronasao olovo-azid
1894. – proizveden je pentrit.
U toku drugog svetskog rata napravljeno je mnogo novih eksplozivnih smesa
1944. – pocela je proizvodnja livenih dvoaznih baruta za progon raketnih projektila

Klasifikacija eksplozivnih materija 

Podela prema poreklu toplote koja se oslobadja

Prema poreklu toplote koja se oslobadja, eksplozivne materije dele se na dve grupe:

1.      Endotermni molekuli eksploziva – Molekul eksploziva je endoterman onda kada nastaje iz elemenata uz vezivanje toplote. Ovakvi eksplozivi obicne ne sadrze kiseonika, a toplota se oslobadja isklucivo raspadanjem molekula na svoje elemente.

2.      Egzotermni molekuli eksploziva – Moekul eksploziva je egzoterman kada se stvara iz elemenata uz oslobadjanje toplote. Molekul sarzi kiseonicne grupe, NO2 i O, i do oslobadjanja energije dolazi sagorevanjem samog molekula, odnosno reakcijom vodonika i ugljenika sa jednei kiseonicnih grupa sa druge strane. Pri tome nastaju ugljen-dioksid, ugljen-monoksid i voda. Takodje je potrebno da kiceonik u molekulu nije direktno vezan za ugljenik da bi jedinjenje bilo eksplozivno. U ovu gupu eksploziva ulaze i eksplozivne smese koje se uvek sastoje iz jednog tela koje potpomaze sagorevanje (nitrati, hlorati, kiseonik itd.) i jednog sagorljivog tela (ugalj, ugljovodonici, nitro derivati itd.). I vecina eksploziva spadaju u ovu grupu.

Podela prema nacinu dejstva eksploziva

Prema nacinu dejstva, eksplozivne materije se dele na dve podgrupe:

1. Eksplozivi – se klasifikuju u dve grupe:

a) Inicijalni (primarni) eksplozivi – Inicijalne eksplozivne mterije imaju veoma malu energiju aktiviranja i veoma su osetljive na udar, varnice, trenje, toplotu, jer mogu izazvati njihovo razlaganje. U ovu grupu eksploziva spadaju: zivin-fulminat Hg(OCN)2, olovo-trinitrorezorcilat, srebro-fuliminat AgONC, srebro-azid AgN3, olovo-azid NaN3, dinitrodiazo-fenol i peroksidi (H2O2, ROOH, ROOR).

b) Brizantni (sekundarni) eksplozivi – Brizantne eksplozivne materije su manje osetljive na mehanicke i toplotne uticaje i eksplodiraju pod dejstvom udarnog talasa inicijalnih eksploziva. U ovu grupu spadaju nitro jedinjenja koja sadrze C-NO2 vezu, kao sto su dinitrobenzen, dinitrotluen, heksanitro-stilben, triaminonitrobenzen, trinitrotoluen (TNT), i druga, zatim nitratni estri koji sadze C-O-NO2 grupu, kao sto sunitroceluloza i pentaeritit-tetranitrit (pentrit, PETN). Takodje se u ovu grupu svrstavaju i nitroamini koji imaju C-N-NO2 grupu, kao sto su ciklotetraametilen-tetraamin (oktogen), ciklotrimetil-triamin (heksogen), nitroguanidin.

 2. Baruti

Baruti su eksplozivne materije u kojima se hemijsko razlaganje vrsi iskljucivo termickom provodljivoscu, pri cemu sagorevanje moze da bude razlicite brzine, od nekoliko milimetara do nekoliko centimetara u sekundi. Pri takvim brzinama moguce je iskoriscavanje gasova, proizvoda sagorevanja, za pokretanje projektila u cevi oruzja, ili raketnog projektila. Svi barui se dele na:

a) Koloidni (homogeni) baruti – Ovi baruti se dobijaju zelatiniziranjem molekula nitroceluloze rastvorene u nekom organskom rastvaracu i nekog drugog eksplozivnog jedinjenja. U zavisnosti od broja osnovnih aktivnih materija postoje jednobazni koloidni baruti koji su izgradjeni samo iz nitroceluloze, ali u ovu grupu spadaju i baruti koji sadrze i dinitrotoluen. Dvobazni koloidni baruti su izgradjeni od nitroceluloze i nitroglicerina, pri cemu nitroglicerina ima izmedju 12% i 45%. U ovu grupu baruta svrstavaju se i novi sastavi koji sadrze oktogen, heksogen i pentrit radi povecavanja specificnog impulsa. Tobazni koloidni baruti sadrze tri eksplozivne komponente: mitrocelulozu, nitroglicerin initroguanidin.

b) Kompozitni baruti– U kompozitne barute svrsava se crni barut koji se dobija mesanjem sumpora, ugljenika i kalijum-nitrata. Pored crnog baruta, u ovu grupu ulaze kompozitna raketna goriva koja se sastoje od oksidansa (uglavnom amonijum-hlorata, 60-80%), vezivakoje obezbedjuje koheziju i homogenost oksidansa i goriva, formiraju se od prepolimera (polibutadien), umrezivaca (toliuendiizocijanat), adhezivnih agenasa  (trietanolamin), plastifikatora (diizooktil-azelat),katalizatora umrezivaca (feri-acetonilacetonat, olovo-hromat), zatim od reduktansa (aluminijum, oko 25%), ubrzivaca sagorevanja (feri-oksid, ferocen), usporivaca sagroevanja (nitroguanidin, amonijum-nitrat), konzervansa (antioksidansi na bazi fenola i amina) i stabilizatora sagorevanja (acetilenska cadj, aluminijum u prahu).

Text by znanje.org

Privredni eksplozivi

             Postoji velika mogucnost kombinovanja raznih eksplozivnih jedinjenja i aditiva i pripremanja eksplozivnjih smesa za razlicite namene. Od posebnog znacaja su takozvani privredni eksplozivi. To su uglavnom eksplozivne smese koje sadrze nekoliko komponenti, a pripremaju se za specijalne namene i miniranja u rudarstvu i gradjevini. Najpoznatiji su granulisani eksplozivi, kao na primer, smesa koja sadrzi amonijum-nitrat (90%), ugljenu prasinu (7%), karboksimetil-celulozu (1%) i dizel gorivo (2%) ili eksplozivna smesa koja sadrzi amonijum-nitrat (87,9%), trinitrotoluen (5,5%), drveno brasno (4,5%) i dizel gorivo (2,5%). Ova vrsta eksploziva koiste se za miniranje srednje tvrdih i mekih stena i ruda.

            Pored ovih privrednih eksploziva postoje i kasasti – vodoplasticni eksplozivi. Ova vrsta eksploziva zbog prisustva vode pogodna je za zeliranje i ima kasasto – plasticnu konzistenciju, odlikuje se visokom gustinom i dobrom vodootpornoscu. Ova eksplozivna smesa amonijum-nitrat (40%), natrijum-nitrat (20%), aluminijum u prahu (15%), trinitrotoluen (15%), vodu (10%) i sredstva za zeliranje (0,5-2%). Ova vrsta privrednih eksploziva koristi se u rudarstvu za miniranje u uslovim gde jepotrbnavodootpornost i za direktno ubrizgavanje u busotine.

Ostale eksplozivne materije

            Od ostalih eksplozivnih materija i smesa treba pomenuti eksplozivne naprave na bazi smese goriva i vazduha. To su takozvane aerosolne eksplozivne smese. Prve aerosolne avionske bombe proizvedene su 1960. godine. Osnovni princip u funkcionisanju ove vrste bombi je rasprasivanje lako isparljivih ugljovodonika ili metalnih prahova u vazduhu, pri cemu nastaje eksplozivna gasna smesa u vidu oblaka, koja se naknadno pali pomocu centralno postavljenog punjenja visoko bizantnog eksploziva. Posle odabranog uporenja, koje omoucava mesanje goriva i vazduha, smesa se pali i nastaje velika eksplozija. Kao goriva u aerosolnim bombama koriste se razna jedinjenja koja sa vazduhom u odredjenim koncetracijama grade eksplozivnu smesu. Udarni talas aerosolnih bombi rusi sve prepreke u precniku od 500 m, a ubija na rastojanju od 1000 m. Sekundarno dejstvo ovih bombi je oduzimanje kiseonika iz okoline, sto izaziva gusenje zivih organizama. Bombe su tezine do 7 tona. Kao gorivo najcesce se koristi kerozin sa dodatkom heptana i aditiva, kao sto su: propilen-oksid, propil-nitrat i butil-nitrat.

            Treba jos pomenuti i takozvane pirotehnicke smese, koje predstavljaju smesu eksplozivnih jedinjenja i oksidansa. Pirotehnicke smese reaguju egzotermno tako sto proizvode specificne efekte: dim, plamen, udarni talas, svetlost, gasove, zvuk ili toplotu. Prema nameni ili zeljenim efektima koje proizvode, pirotehnicke smese mogu da budupripalne, inicijalne, osvetljavajuce, dimne, zapaljive i sa zvucnim signalima. Za dobijanje obojenih svetlosnih efekata dodaju se razni aditivi, kao sto subakar(II)-oksid za plavu boju, soli barijuma i borne kiseline daju zelenu boju, soli natrijuma zutu, soli silicijuma daju crvenu svetlost, a magnezinumove soli daju bljestavo plavu boju.

Literatura

1. Petar Maksimovic – Eksplozivne materije, Beograd
2. D. Musicki i M. Lazarevic – Eksplozivne materije, Beograd, 1953.
3. Izvori pronadjeni preko Google pretrazivaca

Nebojsa Jakovljevic, Gimnazija "Vuk Karadzic" - Loznice