Een korte geschiedenis van chemische explosieven

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

Benzine die explodeert bij ontsteking 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.

Zwart poeder

Het is onbekend wie het eerste explosieve zwarte poeder heeft uitgevonden. 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 hoog-explosieven en schonere rookloze poeder-explosieven, zoals wat momenteel wordt gebruikt in vuurwapenmunitie. 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

Nitroglycerine is een chemisch explosief dat werd ontdekt door de Italiaanse chemicus Ascanio Sobrero in 1846. 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 potentiële gevaren, maar Alfred Nobel nam het in 1864 aan als een commercieel explosief. Verschillende ernstige ongevallen zorgden er echter voor dat zuivere vloeibare nitroglycerine op grote schaal werd verboden, wat leidde tot Nobels uiteindelijke uitvinding van dynamiet.

nitrocellulose

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 snel een middel vast om guncotton veilig te produceren, en omdat het een schone, explosieve kracht had die bijna zes keer groter was dan zwart poeder, werd het snel gebruikt als middel voor het voortstuwen van projectielen in wapens. 

TNT

In 1863, TNT of Trinitrotoluene 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. 

Stralen Cap

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

Dynamiet

In 1867 patenteerde Alfred Nobel dynamiet, een hoog explosief dat bestond uit een mengsel van drie delen nitroglycerine, één deel diatomeeënaarde (gemalen kiezelsteen) als een absorberend middel en een kleine hoeveelheid antacidum natriumcarbonaat als 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.

Rookloze poeders

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

Moderne explosieven

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-stookoliemengsels 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