<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements aux préparations de nitrocellulose.
La présente invention concerne une préparation nouvelle et perfectionnée de nitrocellulose pour la fabrication d'ex- plosifs de mine du genre comprenant une solution gélatineuse de nitrocellulose dans un ester nitrique explosif liquide et une proportion de nitrate ammonique, avec d'autres ingrédients.
Lorsqu'on utilise de la nitrocellulose sèche comme une des matières premières pour la fabrication d'explosifs de mines, les risques et les dépenses qu'entraînent le séchage, la manuten- tion et le stockage de la nitrocellulose sèche doivent être con- sidérés. Bien que la nitrocellulose sous forme imbibée d'eau con- tenant une certaine proportion d'eau provenant de la nature de la fabrication de la nitrocellulose soit souvent employée en quanti- tés limitées dans la fabrication d'explosifs de mines dans le but d'épaissir l'ester nitrique liquide, la présence d'eau, qui s'élè- ve à environ 25-33% du poids de la nitrocellulose imbibée d'eau, a -
<Desc/Clms Page number 2>
un effet désensibilisateur sur l'explosif formé,
et peut rendre nécessaire le travail du mélange pendant un temps plus long que d'ordinaire pour obtenir la dissolution de la nitrocellulose dans l'ester nitrique explosif liquide. Si du nitrate ammonique est présent comme ingrédient de l'explosif, la présence de l'eau peut également augmenter la tendance de la composition à se durcir.
Il est également connu d'employerde la nitrocellulose imbibée d'al- cool, obtenue en déplaçant l'eau de la nitrocellulose imbibée d'eau par un peu d'alcool dilué, mais l'emploi de nitrocellulose imbibée d'alcool a pour résultat que l'ester nitrique liquide dissout la nitrocellulose avec formation d'une solution caracté- risée, au moins quand elle est fraîchement préparée, par un pou- voir exagéré d'extension et de collage, propriétés qui amènent des difficultés dans la conduite de l'opération de mélange et de l'opération d'étirage qui suit.
Suivant la présente invention, la préparation perfection- née de nitrocellulose consiste en nitrocellulose du genre solu- ble dans les esters nitriques explosifs liquides, sous forme non colloïdale et humidifiée d'une solution comprenant au moins 30% en poids d'un mélange de nitrate ammonique et d'urée en pro- portion eutectique binaire dans un solvant alcoolique aqueux sensiblement plus riche en alcool qu'en eau, dont la quantité d'eau ne dépasse pas 20% en poids de la nitrocellulose.
L'expression "un mélange de nitrate ammonique et d'urée en proportion eutectique binaire" comprend ici des mélanges dans lesquels la proportion de nitrate ammonique et d'urée est seule- ment approximativement celle d'un eutectique binaire.
Le poids de cette solution peut être par exemple de 0,9 à 1,3 fois le poids de la nitrocellulose non-colloïdale, et dans cette solution la quantité, de mélange de nitrate ammonique et d'urée ayant sensiblement la composition de l'eutectique binaire s'élève de préférence à environ 35 à 50%.
<Desc/Clms Page number 3>
La composition eutectique binaire comprend 53% de nitrate ammonique et 47% d'urée. Cette composition fond à 44,7 C et né- cessite l'addition d'environ 10% d'eau pour la mettre sous la forme d'une solution visqueuse à la température ordinaire. La nitrocellulose humidifiée par cette solution se dissout trop len- tement dans les esters nitriques liquides explosifs pour être utile à la fabrication de compositions explosives.
La solution peut cependant être diluée davantage par de l'alcool industriel sans précipiter aucun des deux solides ; la nitrocellulose non- colloïdale humidifiée d'une solution amortissante telle que spé- cifiée antérieurement se dissout rapidement dans les esters ni- triques explosifs liquides sans former de solutions agglutinan- tes qui provoqueraient des difficultés au cours du mélange et de l'extrudage. Les difficultés dues à la désensibilisation et au durcissement, rencontrées lorsqu'on emploie de l'eau comme milieu amortissant pour la nitrocellulose, sont également réduites à un minimum.
Il est possible d'obtenir la préparation perfectionnée de nitrocellulose directement à partir de nitrocellulose imbibée d'eau en traitant cette dernière par une solution aqueuse forte- ment alcoolique de nitrate ammonique et d'urée dans des condi- tions telles que l'eau soit à peu près complètement déplacée. Ceci nécessite d'ordinaire l'introduction comme liqueur de déplace- ment d'une solution alcoolique de nitrate ammonique et urée dont la teneur en eau est juste assez basse pour qu'il n'y ait pas cristallisation à des températures sensiblement supérieures à celle de l'atmosphère.
Il est cependant plus commode de pré- parer le produit à partir de nitrocellulose imbibée d'eau par voie indirecte, c'est-à-dire à partir de nitrocellulose imbibée d'alcool, parce qu'alors il n'est pas nécessaire de réaliser un grand degré de déplacement de l'alcool pour atteindre dans le produit la faible teneur en eau désirée. Il est même possi- ble d'atteindre la composition désirée par traitement de la --
<Desc/Clms Page number 4>
nitrocellulose Imbibée d'alcool par une solution aqueuse con- centrée du nitrate ammonique et urée, qui n'a pas besoin dans ce cas de contenir d'alcool, sans rejeter aucun liquide, c'est-à-dire par un procédé dans lequel la totalité de l'alcooldelanitrocellu- lose imbibée d'alcool est conservée et se mélange à la liqueur introduite.
Que la composition finale soit atteinte par dilution seulement ou à la fois par dilution et déplacement de l'alcool dans la nitrocellulose imbibée d'alcool, il est facile de s'arran- ger de manière que la liqueur qui est ajoutée renferme une quan- tité suffisante d'eau pour la maintenir exempte de cristallisa- tion à la température ordinaire, tout en contenant suffisamment de nitrate ammonique et d'urée pour permettre sa dilution par l'alcool retenu de la nitrocellulose imbibée d'alcool.
La fabrication peut s'effectuer, par exemple, en pulTéri- sant sur la nitrocellulose imbibée d'alcool le mélange sensible- ment eutectique dissous dans une quantité convenablement limitée d'eau, ou en lavant la nitrocellulose imbibée d'alcool dans une machine centrifuge au moyen d'une solution du mélange sensiblement eutectique dans un mélange alcool-eau d'une concentration en alcool de 60-70% et séparant par centrifugation une quantité déterminée d'avance de la liqueur.
Les exemples suivants illustrent un mode de production de préparationsaméliorées de nitrocellulose conformément à l'in- vention et son application à la production d'explosifs.
EXEMPLE 1.-
Une préparation de nitrocellulose contenant:
Nitrocellulose non colloïdale à 12,1% d'azote 48%
Alcool ...................................... 25%
Eau 6,5%
Nitrate ammonique ........................... 10,7%
Urée 9,8% est produite de la façon suivante:
Une solution aqueuse contenant:
Nitrate ammonique ..... 12 parties
Urée .................. 10,5 parties
Eau 2,5 parties
<Desc/Clms Page number 5>
est d'abord formée en ajoutant du nitrate ammonique et de l'urée à de l'eau dans les dites proportions, et effectuant la disso- lution dans un bain d'eau chaude à environ 90 C. 9,5 parties de cette solution aqueuse sont réparties uniformément par arrosage sur 20 parties (poids sec) de nitrocellulose non-colloïdale à 12,1% d'azote, préalablement déshydratée dans une machine centri- fuge jusqu'à une teneur en alcool-èau de 38%, lequel mélange alcool-eau renferme 86% d'alcool.
L'arrosage au moyen de la solution aqueuse peut s'effec- tuer en faisant passer la solution par une pomme d'arrosoir. La nitrocellulose, équivalant à 32,5 parties en poids humide, est étendue uniformément dans une cuve de 93 dm2 de surface (10 pieds carrés) de façon à permettre l'arrosage uniforme d'une surface notable de la nitrocellulose. La masse est retournée de temps en temps à la main pendant l'arrosage pour obtenir approximativement l'uniformité de mouillage de la masse.
2,5 parties de la préparation de nitrocellulose ainsi formée, 2,7 parties de sciure de bois cirée, 0,5 partie. de sciure de bois, 28 parties d'un mélange 80:20 de nitroglycérine et de dinitrate d'éthylène glycol et 1,8 partie d'un mélange liquide de dinitrotoluène-trinitrotoluène sont mélangées ensemble dans un mélangeur Talley pendant environ 3 minutes, temps durant lequel la nitrocellulose est dissoute pour donner une solution de caractère quelque peu gélatineux. 42 parties de nitrate ammo- nique, 19 parties de nitrate de sodium, 3 parties de soufre, 1 partie d'amidon et 0,5 partie. de chaux sont incorporées dans le mélange en faisant tourner le mélangeur pendant environ 5 minutes encore.
La composition explosive gélatineuse non-agglu- tinante obtenue est retirée du mélangeur, et est extrudée et mise en cartouches de façon connue, sans difficultés. Elle possè- de une sensibilité satisfaisante à un détonateur industriel n .6.
Lors d'un essai à deux cartouches espacées, dans lequel deux cartouches de 22 mm de diamètre (7/8 pouce) sont disposées bout- à-bout séparées par un espace, l'espace maximisa à travers lequel
<Desc/Clms Page number 6>
la détonation de la cartouche réceptrice peut être induite est de 75 à 100 mm (3 à 4 pouces) lorsque les cartouches sont frat- chement préparées et 75 à 100 mm (3 à 4 pouces) après 3 mois de stockage à sec à 35 C.
EXEMPLE 2 . -
Une préparation améliorée contenant:
Nitrocellulose telle que décrite dans l'exemple 1 51,5%
Alcool .......................................... 27,5%
Eau 6,0%
Nitrate ammonique ............................... 8,0% Urée ............................................ 7,0% est préparée comme dans l'exemple 1, excepté que 6,5 parties de la solution aqueuse de nitrate ammonique et urée sont uniformément réparties par arrosage sur 20 parties (poids sec) de nitrocellu- lose non colloïdale contenant 38% d'alcool-eau, lequel mélange alcool-eau renferme 86% d'alcool.
6 parties de cette préparation de nitrocellulose et 61 parties d'un mélange de 80:20 de nitroglycérine et dinitrate d'éthylène glycol sont mélangées ensemble dans un mélangeur Talley pendant 5 à 10 minutes, et forment ainsi une gelée très consis- tante. Dans cette gelée, on incorpore au cours de 5 autres minu- tes 6,5 parties de sciure de bois, 26,2 parties de nitrate de sodium, et 0,3 partie de chaux. La composition explosive non col- lante qui en résulte est enlevée, extrudée et mise en cartouches sans difficultés, de façon connue. Elle présente une sensibi- lité satisfaisante à un détonateur industriel n .6.
Dans un essai à deux cartouche espacées, dans lequel deux cartouches de 22 mm (7/8 pouce) sont disposées bout-à-bout séparées par un espace,l'espace maximum à travers lequel la détonation de la car- touche réceptrice peut être induite estde 275 à 300 mm (11 à 12 pouces) lorsque les cartouches sont fraîchement préparées et 200-225 mm (8-9 pouces) après un mois de stockage à la tempé- rature ordinaire.
Un explosif ne correspondant pas à l'invention, sembla- ble en composition à celui de l'exemple 2, excepté que 5,5 parties
<Desc/Clms Page number 7>
de nitrocellulose imbibée d'eau (contenant 3,5 parties de nitro- cellulose sècke) sont utilisées au lieu de 6 parties de la prépa- ration de nitrocellulose susdite, et que la quantité de nitrate ammonique est augmentée d'une demi-partie, donne un essai d'es- pace de 75 à 100 mm (3 à 4 pouces) seulement lorsque les cartou- ches sont fraîchement préparées et de 50-75 mm (2-3 pouces) après un mois de stockage à l'air libre.
EMI7.1
R E Y R N D I A T I 0 I S
1) Préparation de nitrocellulose caractérisée en ce qu'elle consiste en nitrocellulose du genre soluble dans les esters nitriques explosifs liquides à l'état non-colloïdal et humidifiée au moyen d'une solution contenant au moins 30% en poids d'un mélange de nitrate ammonique et d'urée en proportion correspondant à l'eutectique binaire dans un solvant alcoolique aqueux sensiblement plus riche en alcool qu'en eau, la quantité d'eau ne dépassant pas 20% du poids de la nitrocellulose.