Historien om kjemiske eksplosiver

En eksplosjon kan defineres som den raske ekspansjonen av et materiale eller en enhet som utøver et plutselig trykk på omgivelsene. Det kan være forårsaket av en av tre ting: a kjemisk reaksjon som oppstår under konvertering av elementære forbindelser, en mekanisk eller fysisk påvirkning, eller kjernefysisk reaksjon på atomisk / subatomisk nivå.

Bensin som eksploderer når den antennes er en kjemisk eksplosjon som skyldes den plutselige omdannelsen av et hydrokarbon til karbondioksid og vann. Eksplosjonen som oppstår når meteor treffer jorden er en mekanisk eksplosjon. Og en eksplosjon med kjernehodet er et resultat av at kjernen til et radioaktivt stoff, som plutonium, plutselig splittes fra hverandre på en ukontrollert måte.

Men det er kjemiske eksplosiver som er den vanligste formen for eksplosiver i menneskets historie, brukt både for kreativ / kommersiell og destruktiv effekt. Styrken til et gitt sprengstoff måles som ekspansjonshastigheten det viser under detonering.

La oss se kort på noen vanlige kjemiske eksplosiver.

Det er ukjent hvem som oppfant det første sprengstoffet svart pulver. Svart pulver, også kjent som krutt, er en blanding av saltpeter (kaliumnitrat), svovel og trekull (karbon). Det har sin opprinnelse i Kina rundt på det niende århundre og var i bred bruk i hele Asia og Europa på slutten av 1200-tallet. Det ble ofte brukt i fyrverkeri og signaler, så vel som i gruvedrift og bygningsdrift.

Svart pulver er den eldste formen for ballistisk drivmiddel, og det ble brukt med skytevåpen av tidlig snute og annen artilleribruk. I 1831 oppfant William Bickford, en engelsk skinnhandler, den første sikkerhetssikringen. Ved hjelp av en sikkerhetssikring ble eksplosiver av svart pulver mer praktisk og sikrere.

Men fordi svart pulver er rotete eksplosivt, ble det på slutten av 1700-tallet erstattet av høyt eksplosiver og av renere røykfrie pulvereksplosiver, for eksempel det som i dag brukes i skytevåpen ammunisjon. Svart pulver er kategorisert som et lite eksplosivt fordi det ekspanderer og subsoniske hastigheter når detonerer. Høye eksplosiver utvides etter kontrakt med supersoniske hastigheter og skaper derved mye mer kraft.

Nitroglyserin er et kjemisk eksplosiv som ble oppdaget av den italienske kjemikeren Ascanio Sobrero i 1846. Det var det første sprengstoffet som ble utviklet som var kraftigere enn svart pulver. Nitroglycerin er en blanding av salpetersyre, svovelsyre og glyserol, og den er svært flyktig. Dens oppfinner, Sobrero, advarte mot sine potensielle farer, men Alfred Nobel adopterte den som et kommersielt eksplosiv i 1864. Flere alvorlige ulykker fikk imidlertid rent flytende nitroglyserin til å bli bredt forbudt, noe som førte til Nobels eventuelle oppfinnelse av dynamitt.

I 1846 oppdaget kemner Christian Schonbein nitrocellulose, også kalt guncotton, da han ved et uhell sølte en blanding av potent salpetersyre på et bomullsforkle og forkleet eksploderte mens det tørket. Eksperimenter av Schonbein og andre etablerte raskt et middel for å fremstille pistolskytter sikkert, og fordi det hadde et rent, eksplosiv kraft nesten seks ganger større enn svart pulver, ble den raskt tatt i bruk for bruk som fremdrift av prosjektiler i våpen.

I 1863 ble TNT eller trinitrotoluene ble oppfunnet av den tyske kjemikeren Joseph Wilbrand. Opprinnelig formulert som et gult fargestoff, dets eksplosive egenskaper var ikke umiddelbart synlige. Stabiliteten var slik at den trygt kunne helles i skallhylser, og på begynnelsen av 1900-tallet kom den i standardbruk for tyske og britiske militære ammunisjon.

Regnet som et høyt eksplosivt stoff, er TNT fortsatt i vanlig bruk av det amerikanske militæret og av byggefirmaer rundt om i verden.

I 1865 oppfant Alfred Nobel sprengningshetten. Sprengningshetten ga et sikrere og pålitelig middel for detonering av nitroglyserin.

I 1867 patenterte Alfred Nobel dynamitt, et høyt eksplosivt stoff som besto av en blanding av tre deler nitroglyserin, en del diatomé jord (malt silisiumdioksydbergart) som et absorberende middel, og en liten mengde natriumkarbonat antacida som a stabilisator. Den resulterende blandingen var betydelig tryggere enn rent nitroglyserin, i tillegg til at den var mye kraftigere enn svart pulver.

Andre materialer brukes nå som absorberende og stabiliserende midler, men dynamitt er fortsatt det fremste eksplosivet for bruk i kommersiell gruvedrift og konstruksjon riving.

I 1888 oppfant Alfred Nobel et tett røykfritt pulvereksplosiv kalt ballistite. I 1889 oppfant Sir James Dewar og Sir Frederick Abel et annet røykfritt krutt kalt Cordite. Cordite ble laget av nitroglyserin, pistol og et petroleumssubstans gelatinisert ved tilsetning av aceton. Senere varianter av disse røykfrie pulverene danner drivmiddel for de fleste moderne skytevåpen og artilleri.

Siden 1955 er det utviklet en rekke ekstra høye eksplosiver. Opprettet for det meste for militær bruk, og har også kommersielle applikasjoner, for eksempel i dyp boreoperasjoner. Sprengstoff som nitrat-brenseloljeblandinger eller ANFO og ammoniumnitratbaserte vanngeler utgjør nå sytti prosent av sprengstoffmarkedet. Disse eksplosivene kommer i forskjellige typer, inkludert:

• HMX
• RDX
• HNIW
• ONC