De geschiedenis van chemische explosieven

Een explosie kan worden gedefinieerd als de snelle uitzetting van een materiaal of apparaat dat een plotselinge druk uitoefent op de omgeving. Het kan door drie dingen worden veroorzaakt: a chemische reactie die optreedt tijdens de conversie van elementaire verbindingen, een mechanische of fysieke impact, of een Nucleaire reactie op atomair / subatomair niveau.

Benzine die explodeert wanneer het wordt ontstoken, is een chemische explosie die wordt veroorzaakt door de plotselinge omzetting van een koolwaterstof in kooldioxide en water. De explosie die optreedt wanneer de meteoor de aarde raakt, is een mechanische explosie. En een nucleaire kernkopexplosie is het resultaat van de kern van een radioactieve stof, zoals plutonium, die plotseling op ongecontroleerde wijze uit elkaar valt.

Maar het zijn chemische explosieven die de meest voorkomende vorm van explosieven in de menselijke geschiedenis zijn, die zowel voor een creatief / commercieel als destructief effect worden gebruikt. De sterkte van een gegeven explosief wordt gemeten dat de expansiesnelheid die het vertoont tijdens detonatie.

Laten we kort kijken naar enkele veel voorkomende chemische explosieven.

Het is onbekend wie het eerste explosief heeft uitgevonden zwart poeder. Zwart poeder, ook bekend als buskruit, is een mengsel van salpeter (kaliumnitraat), zwavel en houtskool (koolstof). Het ontstond rond de negende eeuw in China en werd eind 13e eeuw op grote schaal gebruikt in Azië en Europa. Het werd vaak gebruikt in vuurwerk en signalen, evenals in mijnbouw en bouwactiviteiten.

Zwart poeder is de oudste vorm van ballistische drijfgas en het werd gebruikt met vroege vuurwapens van het snuittype en andere artillerie-toepassingen. In 1831 vond William Bickford, een Engelse leerhandelaar, de eerste veiligheidszekering uit. Het gebruik van een veiligheidszekering maakte zwarte poeder-explosieven praktischer en veiliger.

Maar omdat zwart poeder rommelig explosief is, werd het tegen het einde van de 18e eeuw vervangen door high explosieven en door schonere rookloze poederexplosieven, zoals wat momenteel in vuurwapen wordt gebruikt munitie. Zwart poeder is gecategoriseerd als een lage explosief omdat het uitzet en subsonische snelheden wanneer het ontploft. Hoge explosieven, op contract, zetten uit als supersonische snelheden, waardoor veel meer kracht ontstaat.

Nitroglycerine is een chemisch explosief dat in 1846 door de Italiaanse chemicus Ascanio Sobrero werd ontdekt. Het was het eerste explosief dat krachtiger was dan zwart poeder, nitroglycerine is een mix van salpeterzuur, zwavelzuur en glycerol en het is zeer vluchtig. De uitvinder, Sobrero, waarschuwde voor de mogelijke gevaren, maar Alfred Nobel nam het in 1864 over als een commercieel explosief. Verschillende ernstige ongevallen zorgden er echter voor dat pure vloeibare nitroglycerine op grote schaal werd verboden, wat leidde tot Nobels uiteindelijke uitvinding van dynamiet.

In 1846 ontdekte chemicus Christian Schonbein nitrocellulose, ook wel guncotton genoemd, toen hij per ongeluk een mengsel van krachtig salpeterzuur op een katoenen schort morste en het schort explodeerde terwijl het droogde. Experimenten van Schonbein en anderen legden al snel een manier vast om guncotton veilig te produceren, en omdat het een schone, explosieve kracht bijna zes keer groter dan zwart poeder, het werd snel aangenomen voor gebruik als middel om projectielen naar binnen te duwen wapens.

In 1863, TNT of Trinitrotolueen werd uitgevonden door de Duitse chemicus Joseph Wilbrand. Oorspronkelijk geformuleerd als een gele kleurstof, waren de explosieve eigenschappen niet onmiddellijk duidelijk. De stabiliteit was zodanig dat het veilig in omhulsels kon worden gegoten, en in het begin van de 20e eeuw werd het standaard gebruikt voor Duitse en Britse militaire munitie.

Als een explosief beschouwd, wordt TNT nog steeds veel gebruikt door het Amerikaanse leger en door bouwbedrijven over de hele wereld.

In 1865 vond Alfred Nobel de straalkap uit. De straalkap bood een veiliger en betrouwbaar middel voor het tot ontploffing brengen van nitroglycerine.

In 1867 patenteerde Alfred Nobel dynamiet, een hoog explosief dat bestond uit een mengsel van drie delen nitroglycerine, één deel diatomeeën aarde (gemalen silicarots) als een absorberend middel en een kleine hoeveelheid antacidum natriumcarbonaat als een stabilisator. Het resulterende mengsel was aanzienlijk veiliger dan pure nitroglycerine en was veel krachtiger dan zwart poeder.

Andere materialen worden nu gebruikt als de absorberende en stabiliserende middelen, maar dynamiet blijft het belangrijkste explosief voor gebruik in commerciële mijnbouw en bouwsloop.

In 1888 vond Alfred Nobel een dicht rookloos poeder explosief genaamd ballistiet. In 1889 vonden Sir James Dewar en Sir Frederick Abel een ander rookloos buskruit uit cordiet. Cordiet werd gemaakt van nitroglycerine, guncotton en een petroleumstof gegelatineerd door toevoeging van aceton. Latere variaties van deze rookloze poeders vormen de drijfgas voor de meeste moderne vuurwapens en artillerie.

Sinds 1955 is een verscheidenheid aan extra explosieven ontwikkeld. Ze zijn meestal gemaakt voor militair gebruik en hebben ook commerciële toepassingen, zoals bij diepboringen. Explosieven zoals nitraat-stookolie-mengsels of ANFO en ammoniumnitraat-gebaseerde watergels zijn nu goed voor zeventig procent van de explosievenmarkt. Deze explosieven zijn er in verschillende soorten, waaronder:

• HMX
• RDX
• HNIW
• ONC