Brevet FR2447358A1 — publié le 19800822

Composition explosive plastique. La présente invention se rapporte à une composition explosive plastique caractérisée en ce qu'elle contient un élastomère à base aqueuse et un pigment organométallique, agissant comme agents dispersants et émulsifiants et également en ce qu'elle contient un mélange adéquat d'explosifs puissants, conduisant à une meilleure plasticité et à une plus grande sécurité opératoire dans la préparation de la composition. Les explosifs plastiques sont apparus au cours de la deuxième guerre mondiale, en raison de la nécessité de charges destructives pouvant être facilement façonnées à la main selon les contours de la surfacede l'objet à détruire ou à endommager. I1 en est ainsi des compositions C utilisées par les unités du Génie de l'Armée Britannique et qui, ultérieurement, sont devenues d'usage courant aux Etats-Unis d'Amérique. Ces compositions consistaient en 88,3 % d'hexogène, explosif puissant, et 11,7 % d'une huile plastifiante non explosive. Le plastifiant contenait 0,6 % de lécithine qui contribuait à la formation de gros cristaux d'hexogène, lesquels pouvaient accroitre la sensibilité de la composition.La composition C restait plastique entre 0 et 400C mais devenait cassante au-dessous de OOC et avait tendance à devenir gommeuse et à laisser exsuder de l'huile aux températures supérieures à 400C. Elle a été remplacée par la composition C-2 qui contenait 80 % d'hexogène et 20 % d'un plastifiant explosif. Le plastifiant explosif était constitué de mononitrotoluène, d'un mélange liquide de dinitrotoluène, de trotyl, de nitrocellulose et de diméthylformamide. La composition C-2 était plastique entre - 30 et + 520C mais perdait une partie de sa plasticité lors de la conservation à la chaleur en raison de l'évaporation des composants volatils.Par suite, elle a été remplacée par la composition C-3 qui contenait 77 - 2 % d'hexogène et 23 - 2 % d'un plastifiant explosif. Ce plastifiant contenait du mononitrotolubne, un mélange liquide de dinitrotoluène, de trotyl, de tétryl et de nitrocellulose. I1 avait l'aspect d'une-pate jaunâtre présentant une masse spécifique de 1,60 gjcm3 et soluble dans l'acétone.La stabilité chimique de la composition C-3 était acceptable mais sa stabilité physique était loin de donner satisfaction ; sa volatilité était telle qu'elle perdait 1,2 % de son poids lorsqu'elle était exposée pendant 5 jours à l'air à 25"C ; à l'exposition à l'air à 90 % d'humidité relative et à 300C, l'hygroscopicité étai; de 2,4 %. Toutefois, même après avoir été immergée dans l'eau pendant 24 h, elle conservait ses propriétés brisantes (pouvoir de rupture). A la conservation à 770C, elle donnait lieu à une exsudation considérable et durcissait à 290C. En raison dé ces propriétés indésirables, cette composition a été récemment améliorée et on a mis au point une nouvelle composition, la composition C-4, contenant les constituants suivants : hexogène (91 %), polyisobutylène (2,10 %), huile pour moteurs (1,6 %) et sébaçate de di-(2-éthylhexyle) (5,3 %). La composition C-4 est inodore, elle a une masse spécifique de 1,59, ne durcit pas b - 570C et n'exsude pas à la conservation a 770C. Récemment, une autre composition a été mise au point aux Etats-Unis d'Amérique.Elle est connue comme un explosif flexible, résistant l'eau et relativement facile à appliquer sur des surfaces d'un contour quelconque. Elle est conçue pour détruire ou, par utilisation adéquate, pour durcir par explosion des surfaces métalliques ou pour souder des plaques entre elles. Toutefois, cette composition explosive contient également, en tant que dispersant-insensibilisant, un solvant organique ce qui restreint dans une certaine mesure ses utilisations, ses possibilités de conservation et les facilités de fabrication. L'invention a pour objet une composition explosive plastique qui se caractérise en ce qu'elle contient en tant que milieu liant-insensibilisant, un élastomère à base aqueuse. Les propriétés de l'explosif plastique selon l'invention ressortent de ses propriétés physiques et chimiques rapportées ci-après, et de l'examen des figures 1 à 6 des dessins annexés qui illustrent le durcissement de surfaces métalliques å l'aide de explosif selon l'invention. Propriétés Forme géométrique (la plus courante) Plaques de 2 mm ou plus (mais l'explosif peut également prendre la forme de cordeau, de bille, de tube, etc.) Vitesse de détonation, m/s 7050 b 7250 Chaleur de combustion, cal/g 865 Densité,kg/m 1,5 Constante de Gurney, m/s 2200 Densité critique, g/cm 0,312 Pression de détonation, Kbars 200 Stabilité chimique (Abel) 20 min Virage : 300 min Vap. : > 300 min Exp. 4300 min Test Bermann JUNK à 1200C 0,11 ml de NO/g Test de conservation > 3 jours Stabilité sous vide 23,7 ml Sensibilité au choc (poids de 2 kg) > 2,0 m Sensibilité (fusée standard n" 8) 0,100 Les avantages du produit explosif selon l'invention sont les suivants a) Flexibilité Le produit est relativement flexible dans un intervalle de température étendu et peut prendre pratiquement toutes les formes. b) Résistance à l'eau Le produit présente une excellente résistance 9 liteau pendant la durée nécessaire pour l'application, et ses caractéristiques ne changent pas avec la pression hydrostatique. c) Facilité de decoueage Le produit peut être découpé facilement 9 la forme voulue à l'aide de couteaux. Avantages de fabrication Le produit est de fabrication sûre et simple, ces avantages étant rendus possible par l'utilisation d'un élastomère à base d'eau. Par suite, il peut être utilisé comme explosif au mouillé. L'explosif selon l'invention possède des propriétés uniques en ce qu'il présente la forme d'une pate ou masse pouvant être pliée, découpée, ou moulée sous une forme quelconque, en ce qu'il peut être préparé avec une grande sécurité et une grande simplicité grâce au milieu principalement aqueux dans lequel on procède au mélange des composants. L'explosif plastique selon l'invention est préparé à l'aide d'une résine à base aqueuse et d'un pigment organométallique, agissant comme dispersant-insensibilisant. tes composants sont ainsi mélangés dans un milieu aqueux, ce qui constitue une caractéristique nouvelle de l'invention jamais pratiquée dans la préparation des explosifs plastiques connus. On décrira maintenant la préparation de l'explosif plastique selon l'invention. Composition - Explosif puissant A ou B, ou mélange de ces explosifs 65 - 75 % - Explosif puissant à base de composés nitroaromatiques (C) 5 - 7 % - Résine (élastomère) 17 - 25 % - Plastifiant 2,5 - 4 % - Pigment 0,5 - 2 % Les explosifs puissants A et B et leurs mélanges en propor- tion quelconque peuvent consister par exemple, respectivement, en un explosif à base de nitrate de polyalcool aliphatique, comme la pentrite (PETN) ou en un explosif puissant gbase de nitroamine cyclique, comme l'hexogène (RDX) ou en un mélange de ces deux explosifs. Les explosifs puissants A et B et leurs mélanges doivent présenter une granulométrie exempte de particules grossières et par exemple, ils doivent pouvoir passer au travers d'un tamis à ouverture de mailles de 0,25 mm. Ils doivent être cristallisés dans un solvant organique tel qu'une cétone aliphatique, par exemple l'acétone, désacidifiée par un composé alcalin comme le carbonate d'ammonium et contenant de 15 9 30 % d'eau. La résine utilisée consiste en un polymère de 2-éthylhexyle ou une autre résine quelconque similaire. Le plastifiant peut consister en l'un des esters phtaliquoeconnus å cet effet et plus précisément en le phtalate de dibutyle. Comme pigment on citera par exemple les pigments base de phtalocyanine de cuivre. L'explosif puissant à base de composé nitroaromatique C qu'on utilise dans la composition explosive selon l'invention doit également présenter une granulométrie telle qu'il passe sans résidu sur un tamis a ouverture de mailles de 0,21 mm de côté, et, si l'explosif est le 2,4,6-trinitrotoluène, il doit être du type détonateur (point de fusion : 80,4"C). La première opération est un prémélange ou une homogénéisation, au cours de laquelle on mélange intimement les composants pendant une durée de 10 à 15 minutes, dans une opération manuelle et de préférence avec des lames de bois. L'ordre d'introduction des composants dans le récipient d'homogénéisation (un récipient d'aluminium, d'acier inoxydable ou de porcelaine) est le suivant : résine, plastifiant, pigment, explosif C (sec) et explosif A ou B ou mélange de ces explosifs (de préférence humide). Les explosifs A et/ou B et l'explosif C sont introduits peu à peu. La seconde opération consiste en un mélange plus efficace de la pâtre au cours duquel l'effet plastifiant de la combinaison résine-plastifiant commence à se manifester. De préférence, on utilise un mélangeur horizontal du type å lames en sigma avec une capacité adéquate pour le chargement voulu, refroidi à l'eau 9 une température d'environ 200C (double enveloppe à circulation) ; la durée totale du malaxage est d'environ 80 à 100 minutes. Les axes des lames tournent à un rapport de vitesse approximatif de 2 : 1. Le malaxeur du type Werner-Pfleider convient à cet effet. Le rapport de vitesse entre les lames peut se situer couramment par exemple à 48 : 22 tours/min. Après mélange, la patte ou masse est placée avec précaution sur des plateaux qui sont ensuite envoyés dans des étuves dans lesquelles on les maintient pendant 24 heures à une température d'environ 60"C. La teneur en humidité tombe à 0,5 - 1 % environ. Parmi les étuves utilisables on citera les étuves du type à étagères latérales avec circulation d'air chaud forcée. L'air est chauffé par passage sur des serpentins de vapeur. Toutefois, à condition qu'il permette des opérations sûres, on peut utiliser un autre système de chauffage. Une fois la masse ou pâte sèche, on procède au calandrage préliminaire, sur des tambours horizontaux tournant à la même vitesse. Ainsi, par exemple, avec des diamètres de cylindres de 300 mm, la vitesse est d'environ 14 tours/min et l'entrefer est d'environ 4 mm. Cette opération est contrôlée à distance par un dispositif mécanique qui ouvre le fond d'un récipient placé au-dessus des calandres et qui contient la patte sèche à calandrer. L'opération dure environ 20 min pour chaque charge. Les feuilles obtenues sont ensuite calandrées progressivement sur le même appareil avec réduction de l'entrefer jusqu'à une épaisseur d'environ 2,1 mm. Cette opération est appelée calandrage final. Dans toutes les opérations de calandrage, pour des raisons de sécurité, les cylindres sont recouverts d'une couche mince de glycérine. La caractéristique de l'invention réside en ce que, au cours de la fabrication, on utilise une résine et un pigment organométallique en milieu aqueux. Cette manière d'opérer simplifie la fabrication du produit et apporte tine plus grande sécurité car les explosifs qui sont les constituants principaux peuvent Btre utilisés a l'état humide. L'explosif plastique selon l'invention travaille b la détonation d'une amorce n" 8 placée à l'intérieur ou sur la surface de la pate explosive. L'explosion de la composition plastique placée correctement a la surface voulue provoque un choc et un effet thermique qui, selon les cas, produisent sur le métal ou le matériau exposé les conséquences ci-après a) coupage, soudure, moulage et durcissement de la surface (plaques, outils, etc.). b) Démolitions sous-marines. c) Démolitions générales. d) Prospection sismique, production d'ondes linéaires, etc. En raison de ses propriétés physicochimiques et thermodynamiques mentionnées ci-dessus, le produit explosif selon l'invention placé correctement sur la surface à traiter, donne de bons résultats. Les figures 1 a 6 des dessins annexés illustrent les résultats obtenus au durcissement d'un matériau a l'aide de l'explosif selon l'invention. - la figure 1 représente l'éprouvette initiale, a une dureté moyenne de 190 HB ; - la figure 2 représente l'éprouvette après un choc ; - la figure 3 représente l'éprouvette après deux chocs - la figure 4 représente l'éprouvette après trois chocs ; - la figure 5 représente graphiquement la variation de profondeur de la couche durcie en fonction du nombre de chocs ; et - la figure 6 représente graphiquement la dureté en fonction de la profondeur correspondant a chaque nombre de chocs le long de l'axe de symétrie du contour du rail. REVENDICATIONS 1. Composition explosive plastique, caractérisée en ce qu'elle contient en tant que milieu liant-insensibilisant > un élastomère a base aqueuse. 2. Composition explosive plastique selon la revendication 1, caractérisée en ce que ses composants sont mélangés dans un milieu nettement humide. 3. Composition explosive plastique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle contient comme composant un explosif nitroaromatique.