Historien om kemiske sprængstoffer

En eksplosion kan defineres som den hurtige ekspansion af et materiale eller en enhed, der udøver et pludseligt pres på dets omgivelser. Det kan være forårsaget af en af ​​tre ting: a kemisk reaktion der opstår under omdannelse af elementære forbindelser, en mekanisk eller fysisk påvirkning eller a nuklear reaktion på atomisk / subatomisk niveau.

Benzin, der eksploderer, når det antændes, er en kemisk eksplosion, der er forårsaget af den pludselige omdannelse af et carbonhydrid til kuldioxid og vand. Eksplosionen, der opstår, når meteor rammer jorden, er en mekanisk eksplosion. Og en eksplosion af et nukleart hovedhoved er resultatet af kernen i et radioaktivt stof som plutonium, der pludselig splittes ad hinanden på en ukontrolleret måde.

Men det er kemiske eksplosiver, der er den mest almindelige form for sprængstoffer i menneskets historie, der bruges både til kreativ / kommerciel og destruktiv virkning. Styrken af ​​et givet sprængstof måles, som den ekspansionshastighed, det udviser under detonation.

Lad os se kort på nogle almindelige kemiske eksplosiver.

Det er ukendt, hvem der opfandt det første sprængstof sort pulver. Sort pulver, også kendt som krutt, er en blanding af saltpeter (kaliumnitrat), svovl og trækul (kulstof). Det har sin oprindelse i Kina omkring i det niende århundrede og var i vidt brug i hele Asien og Europa ved udgangen af ​​det 13. århundrede. Det blev ofte brugt i fyrværkeri og signaler såvel som i minedrift og byggeri.

Sort pulver er den ældste form for ballistisk drivmiddel, og det blev brugt med skydevåben af ​​tidlig snutetype og andre artilleribrug. I 1831 opfandt William Bickford, en engelsk læderhandler, den første sikkerhedssikring. Ved hjælp af en sikring blev sortpulvereksplosiver mere praktisk og sikrere.

Men fordi sort pulver er rodet eksplosivt, blev det i slutningen af ​​1700-tallet erstattet af højt eksplosiver og af renere røgfrit pulvereksplosiv såsom det, der i øjeblikket bruges i skydevåben ammunition. Sort pulver er kategoriseret som et lavt eksplosivt stof, fordi det udvides og subsoniske hastigheder, når det detonerer. Høje eksplosiver, efter kontrakt, udvides som supersoniske hastigheder og skaber derved meget mere kraft.

Nitroglycerin er et kemisk eksplosiv, der blev opdaget af den italienske kemiker Ascanio Sobrero i 1846. Det var det første eksplosive stof, der var mere kraftfuldt end sort pulver. Nitroglycerin er en blanding af salpetersyre, svovlsyre og glycerol, og den er meget flygtig. Dens opfinder, Sobrero, advarede mod sine potentielle farer, men Alfred Nobel adopterede det som et kommercielt eksplosiv i 1864. Flere alvorlige ulykker medførte imidlertid, at rent flydende nitroglycerin blev vidt forbudt, hvilket førte til Nobels eventuelle opfindelse af dynamit.

I 1846 opdagede kemiker Christian Schonbein nitrocellulose, også kaldet guncotton, da han ved et uheld spillede en blanding af potent salpetersyre på et bomuldsforkle og forklædet eksploderede, mens det tørrede. Eksperimenter udført af Schonbein og andre etablerede hurtigt et middel til fremstilling af pistol sikkert og fordi det havde en ren, eksplosiv kraft næsten seks gange større end sort pulver, blev det hurtigt vedtaget til brug som midler til fremdrift af projektiler i våben.

I 1863, TNT eller trinitrotoluen blev opfundet af den tyske kemiker Joseph Wilbrand. Oprindeligt formuleret som et gult farvestof var dens eksplosive egenskaber ikke umiddelbart synlige. Dens stabilitet var sådan, at det med sikkerhed kunne hældes i skallen, og i begyndelsen af ​​det 20. århundrede kom det i standardanvendelse til tyske og britiske militære ammunition.

TNT betragtes som et højt eksplosivt stof og er stadig i almindelig brug af det amerikanske militær og af byggefirmaer rundt om i verden.

I 1865 opfandt Alfred Nobel sprængthætten. Sprængthætten tilvejebragte et sikrere og pålideligt middel til detonering af nitroglycerin.

I 1867 patenterede Alfred Nobel dynamit, et højeksplosivt stof, der bestod af en blanding af tre dele nitroglycerin, en del diatomé jord (malet silica rock) som et absorberende middel, og en lille mængde natriumcarbonat antacida som a stabilisator. Den resulterende blanding var betydeligt mere sikker end ren nitroglycerin, ligesom den var meget mere kraftfuld end sort pulver.

Andre materialer bruges nu som absorberende og stabiliserende midler, men dynamit er stadig det fremste sprængstof til brug i kommerciel minedrift og nedrivning af byggeri.

I 1888 opfandt Alfred Nobel et tæt røgfrit pulvereksplosiv kaldet ballistit. I 1889 opfandt Sir James Dewar og Sir Frederick Abel et andet røgfrit krutt, der blev kaldt Cordite. Cordite blev fremstillet af nitroglycerin, pistolskytte og et petroleumsstof gelatiniseret ved tilsætning af acetone. Senere variationer af disse røgfri pulvere danner drivmidlet til de fleste moderne skydevåben og artilleri.

Siden 1955 er der udviklet en række yderligere høje eksplosiver. Oprettet for det meste til militær brug, har de også kommercielle applikationer, såsom i dyb boreoperationer. Eksplosiver som nitrat-brændselsolieblandinger eller ANFO og ammoniumnitratbaseret vandgel udgør nu halvfjerds procent af eksplosionsmarkedet. Disse eksplosiver findes i forskellige typer, herunder:

• HMX
• RDX
• HNIW
• ONC