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Publication number: BE655464A
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Description


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  POUR   L'INDUSTRIE   DES PRODUITS   EXPLOSIFS   
La présente invention qui est due à Messieurs 
Deffet Louis et   Boucart   Jacques se rapporte aux explosifs de sécurité. 



   Dans le cadre de la recherche sur le caractère      inhibiteur de certaines matières organiques halogénées, l'hypothèse a été émise que ces composés ajoutés en faibles quantités à des explosifs à ions échangés pouvaient amélio- rer l'aptitude à la transmission de la détonation de ceux-ci sans que leur bonne tenue au grisou n'en souffre. 



   En effet,, d'après des essais pratiques qui avaient 

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 été effectués autrefois et suite à une étude faite récemment par la demanderesse, il semble que dans certaines circonstan- ces de confinement les explosifs à ions échangés manquent   d'énergie   pour vaincre la barrière de matière comprimée dans la cartouche réceptrice sous l'influence des matières et des gaz projetés en avant par la cartouche initiatrice. 



   Vers 1959, on avait déjà tenté de remédier   à   cet inconvénient, soit en augmentant la teneur en   nitroglycérine   de l'explosif jusqu'à 15%, soit par l'emploi d'une   granulo-   métrie plus grossière ou l'addition d'une matière inerte à gros grains, de façon à obtenir dans les deux derniers cas une plus grande énergie locale à l'impact des matières brû- lées avec le bout de la cartouche réceptrice. 



   Tous ces moyens permettent effectivement d'aug- monter l'aptitude à la transmission de la détonation des explosifs, mais ils provoquent l'inflammation du grisou et dans certains cas le caractère "ions   échangés**     disparait   même. 



  Les caractéristiques qui sont à la base de la présente invention sont toutes différentes de ce qui a été fait jusque maintenant dans ce domaine. 



   L'explosif de sécurité suivant l'invention est caractérisé par le fait que l'on provoque une réaction en- tre le constituant oxydant de l'explosif à ions échangés et un inhibiteur organique halogène: cette réaction crée, en- vers la réaction méthane-air, une nouvelle matière   inhibi-   trice inorganique (par exemple NaCl,   K01),   tout en libérant une quantité d'énergie qui s'additionne à celle de l'huile explosive. L'augmentation du niveau énergétique de la cartou- che émettrice vient alors au profit de la transmission de la détonation tandis que la barrière formée par les inhibiteurs assure le bon comportement de l'explosif envers le grisou. 



   Il est évident que dans cet explosif à double 

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 échange, la paire de sels classiques n'est plus présente dans la proportion stoechiométrique mais que le sel oxydant tel que le nitrate est en excès. 



   Le choix du poids d'inhibiteurorganique à ajou- ter n'est pas arbitraire non plus, car Il faut veiller à ce que l'explosif reste suroxygéné ;par ailleurs, une trop : grande quantité   d'oxygène   libéré n'est pas indiquée non plus. 



   Des essais ont montré que deux inhibiteurs orga- niques présentent un intérêt particulier à savoir l'hexachlo-   roéthane   et l'hexachlorocyclohexane, ce dernier étant le plus favorable du fait de l'existence dans sa formule d'une quantité assez importante de carbone et 4'hydrogène. 



   Des calculs ont été effectués, en vue de   l'addi-   tion de ces inhibiteurs à un explosif à ions échangés équi-   libré   envers ces composés. ; 
L'addition de 1,5% de matière inhibitrice semble être le plus favorable dans chacun des cas. 



   Les formules finales et les   prévisions   concernant les matières libérées à la détonation complète de l'explosif suivant les équations théoriques classiques sont jointes à la présente (Tableaux   I,     II,   III). 



   Un essai   semi-industriel   a   eu,comme   but d'augmen- ter la distance de transmission de la détonation d'un   explo-     si±     à   ions   échangés,   tiré en tube d'acétate de cellulose, sans modifier son caractère d'explosif à ions   échangés(dans   la sens physique du terme) ni diminuer sa sécurité au grisou, 
Il a été fait usage d'un explosif à ions échangés normal et d'un explosif à ions échangés spécial comportant tous les ingrédients de l'explosif normal mais contenant 27% de NH4Cl au lieu de 30% et   59,?5%   de NO3K au lieu de   58,25%   (ce qui est nécessaire suivant les   calcula   pour pouvoir ajouter 1,5% d'inhibiteur) ;

   (Cfr compositions dans les ta-   bleaux   I et Il). 

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   Les inhibiteurs ont été ajoutés en raison de 1,5% à l'explosif expérimenta ; ils étaient sous   forme   d'une poudre impalpable. 



   Les cartouches ont été paraffinées en deux opéra- tions, chaque extrémité étant trempée une seule fois dans le bain. 



   L'explosif à ions échangés ordinaire a été traité de la même façon. 



   Pour chacun des trois explosifs l'aptitude à   l'air   libre et celle en tube d'acétate de cellulose ont été déterminées. 



   Avant de passer aux résultats, il est utile de fournir quelques précisions sur la signification des chif- Ires donnés ci-après. L'aptitude à la transmission de la détonation en absence de confinement a été déterminée sui-      vant le mode opératoire du C.T.D.      



   Coefficient de transmission à la détonation. 



   Cet essai   consiste   à déterminer la moyenne arith- *étique entre deux distances, l'une représentant la limite en deçà de laquelle se produit la transmission complète de la détonation à travers l'air dans des conditions détermi- nées, l'autre celle au delà de laquelle cette transmission n'a pas lieu, dans les mêmes conditions. 



   Extrait de *Descriptions des méthodes adoptées par la   Commission   européenne de normalisation des essais 
 EMI4.1 
 d'explosifs". Explosifs, 1963 12. Ilà. 



   On recherche donc 3 résultats positifs   successifs     et 3   résultats négatifs   successifs   et on   exprime   l'aptitude par la moyenne de ces distances. 



   En confinement par contre, lorsque cela s'avère possible, on fait 6 tirs positifs à 3 em et on recherche la distance qui donne le premier résultat de   non-transmission.   



   Voici les distances de transmission observées. 

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  A. Explosif à ions échangés normal. 
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 aans confinoment En.tube d'acétate de cellulose. 
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  3 <SEP> cm <SEP> 3 <SEP> cm <SEP> 
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 B. !:#,losif à1Ions éobangée à 1,5 d'hexachloroéthane. 
 EMI5.6 
 
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  Sans <SEP> confinement <SEP> En <SEP> tube <SEP> d'acétate <SEP> de <SEP> cellulose
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 EMI6.1 
 ExPlosif ions échan és à fl 1. d'hexaohlorocyclohexan.

   
 EMI6.2 
 Sans conrineme En tube d'aoétate dé ceUg 
 EMI6.3 
 
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 EMI6.6 
 24 25 -+ 
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<tb> 26
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<tb> C.T.D. <SEP> 14,5 <SEP> cm
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Les tirs en galerie de grisou effectua ont donne les résultats suivants 
 EMI6.8 
 ExPlosif à ions éch és à 1.5% dthexachloroétnane 
 EMI6.9 
 
<tb> En <SEP> grisou <SEP> à <SEP> 800 <SEP> g <SEP> d'explosif <SEP> : <SEP> aucune <SEP> inflammation
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 EMI6.10 
 2200 pous- Enpoua- aières 2200 gaz 

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 Explosif à ions échangés à 1,5% d'hexachlorocyclohexane :

   
 EMI7.1 
 
<tb> En <SEP> grisou <SEP> à <SEP> 800 <SEP> g <SEP> d'explosif <SEP> aucune <SEP> inflammation
<tb> 
<tb> n <SEP> 1400 <SEP> g <SEP> " <SEP> " <SEP> "
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<tb> " <SEP> 2200 <SEP> g <SEP> " <SEP> " <SEP> "
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<tb> En. <SEP> poussières <SEP> à <SEP> 2200 <SEP> g <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb> 
 
La formule originale de l'explosif à ions échan- gés répondait aux exigences du tir en galerie envers le gri- sou et envers les poussières de charbon. 



   CONCLUSIONS: 
Les résultats de ces deux essais ont montré que : a. Le caractère physique propre aux explosifs à ions échan- gés n'a pas été modifié par la présence de la matière   in-   hibitrice organique, l'aptitude à la transmission de la détonation étant toujours nettement plus faible en tube   qu' à   l'air libre. b. Conformément aux prévisions, l'explosif à ions échangés dont   l'aptitude   est inférieure à 3 cm en tube d'acétate de cellulose peut être améliorée par l'addition de   l'hexa-        chlorocyclohexane sans que les propriétés de l'explosif envers le grisou et les poussières n'en souffrent. 



   Outre l'hexachloroéthane et l'hexachlorocyclohe- xane on doit citer comme composés pavant convenir également! - le dichlor-diphényl-trichloréthane (D.D.T.) - le chlordane (C10H6C18, dérivé chloré de   l'indane)   - l'iodoforme. 



   En outre on peut citer comme susceptibles de   four-   nir les mêmes effets, les substances dont la totalité ou la majorité des atomes d'hydrogène ont été remplacés par du chlore ou de l'iode et en particulier les substances utili- ados comme insecticides ainsi que celles utilisées en   phyto-   pharmacie. 

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   Des essais ont également eu lieu avec les   diffé-   rents composés inhibiteurs sur la vitesse de combustion de la flamme et des résultats seront donnés ci-après en se ré-   férant   aux graphiques annexés. 



  A)   L'HEXACHLOROETHANE.   



   Deux cas sont à   considérer :   a) L'hexachloroéthane évaporé.(Diagramme 1) 
On voit que de très faibles quantités du produit influencent déjà fortement la vitesse de combustion de la flamme. 



   La courbe s'incline déjà vers 200 à 250 mg   d'inhi-   biteur présent dans le gaz et le ralentissement corres- pondant n'est même pas de 35   %.   De plus, on n'observe ni étouffement, ni suppression de la flamme. 
 EMI8.1 
 b) Ilhexachloroéthane "décomposé".(Diagramme 2) 
On constate d'abord que la vitesse de combustion diminue fortement par l'adjonction de petites quanti- tés de matière inhibitrice, du moins lorsque la concen- tration de cette dernière augmente jusqu'à une certai- ne limite. Ensuite cette influence continue à se mar- quer mais de façon plus modérée. A 700 et 1000 mg les étouffements se présentent mais   à   nouveau de façon ir- régulière et les suppressions de flamme font défaut. 



   Au delà de 1000 mg un phénomène apparemment   cu-   rieux   se   présente :   1'efficacité   de l'inhibiteur dimi- nue avec la concentration croissant* pour se stabili- ser à partir de   1250 à     1500   mg. 



  B) LE CHLORDANE. 
 EMI8.2 
 a) Le chlordane 6vapor&.(Diagramme 3) 
La courbe (diagramme 3) obtenue pour cette   matiè-   re dans l'état évaporé ne diffère guère de celle de l'hexachloroéthane établie dans les mêmes conditions. 

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   Dans le cas présent, on ne dépasse guère non plus des ralentissements de 30% et même cet effet quoique peu important ne s'obtient que vers les   1000   mg   d'inhi-     biteur.   On n'observe pas d'étouffements ni de suppres- sions de la flamme dans la région étudiée. b) Le chlordane "décomposé". (Diagramme 4) 
On remarque à nouveau l'action prononcée des pre-   miéres   traces d'inhibiteur sur la vitesse de   combustion   du mélange gazeux. 



   On a pu observer aussi un changement dans   la     natu-   re de la flamme pour les mélanges contenant plus de   1000   mg de cet inhibiteur. On avait pour ce composé riche en carbone, une flamme jaune et très lumineuse aux environs et au delà de ce seuil. 



   Quelque peu différente de ce qui a été vu jusqu'à présent, semble être la zone qui s'étend de 200 à 500mg de chlordane décomposé dans cet intervalle, la   Vite.0   se de propagation de la flamme semble rester station- , naire pour diminuer ensuite à nouveau avec l'accrois- sement de la quantité d'inhibiteur. 
 EMI9.1 
 



  (3) LE $- HE>CLOROCYCI9&flùE. (Diagramme 5) 
De très faibles quantités de ce composé influen- cent déjà. fortement la vitesse de combustion du mélange gazeux et la courbe présente un maximum d'activité vers une quantité de 250 mg environ. 



   Les étouffements de la flamme sont assez fréquents aux concentrations supérieures à 250 mg mais ne sont guère   reproduotibles :   on n'obtient que rarement une suppression de la flamme. 



   Le phénomène de modification de combustion du mé- lange gazeux à partir d'une certaine concentration de cet inhibiteur est également beaucoup moins marqué que pour 
 EMI9.2 
 1#hexacMoroéthane et le chlordane décomposés.

Claims

EMI10.1

RE V E N D Î 0 À T 1 0 N S --------------- 1. Explosif de sécurité à ions échangés compre- nant outre les constituants habituels, un inhibiteur orga- nique halogéné, et caractérisé par le fait qu'une réaction est provoquée entre le constituant oxydant de l'explosif à ions échangés et cet inhibiteur organique halogéné de manière à créer une nouvelle matière inhibitrice inorganique (par exemple NaCl,KCl.) envers la réaction méthane-air tout en libérant une quantité d'énergie qui s'additionne à celle de l'huile explosive, l'augmentation du niveau énergétique de la cartouche émettrice venant alors au profit de la trans- mission de la détonation tandis que la barrière formée par les inhibiteurs assure le bon comportement de l'explosif en- vers le grisou.

2. Explosif de sécurité suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le poids du sel oxydant tel que le nitrate est en excès.

3. Explosif de sécurité suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'addition de matière inhibitrice organique se fait en une proportion de 1,5 % de l'explosif.

4. Explosif de sécurité suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le composé organique inhibiteur EMI10.2 ajouté est le ,-hexachloroarclohexana.

5. Explosif de sécurité suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le composé organique inhibiteur ajouté est le hexachloroéthane.

6. Explosif de sécurité suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le composé organique inhibiteur ajouté est le chlordane.

7. Explosif de sécurité suivant la revendication 1, caractérisé en ce que comme composés organiques inhibi- teurs on peut utiliser aussi <Desc/Clms Page number 11> EMI11.1 - le dichlor-dîphényl-tricàloiêt aie-(-.- .. l'iodoforme et aussi les substances dont la totalité ou la majorité des atomes d'hydregène ont été remplacés par du chlore ou de l'iode et en particulier les substances utilisées comme in- secticides ainsi que celles utilisées en phytopharmacie. <Desc/Clms Page number 12> EMI12.1

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