Reakcja materiału wybuchowego na przypadkowe bodźce (wrażliwość) określa bezpieczne obchodzenie się z nim. Reakcja materiału wybuchowego na zamierzone bodźce (czułość) określa możliwy zakres jego zastosowania. Typowe bodźce wpływające na reakcje w materiałach wybuchowych obejmują:
- wstrząs uderzenia
- tarcie
- ciepło
- płomienie
- promieniowanie elektromagnetyczne
- wyładowania elektrostatyczne
Flegmatyzacja jest procesem technologicznym wykorzystywanym w produkcji mieszanin wybuchowych w tym materiałów pirotechnicznych. Polega on na dodaniu do materiału wybuchowego substancji, która zmniejsza jego wrażliwość na bodźce mechaniczne, zwanej flegmatyzatorem. Dodatek flegmatyzatorów ma za zadanie zmniejszenie wrażliwości i czułości materiałów wybuchowych. Oprócz redukcji wrażliwości, proces ten jest również stosowany w celu zapewnienia bezpiecznego transportu materiałów wybuchowych oraz kontrolowanego zmniejszenia szybkości spalania materiału wybuchowego.
Istnieją ujednolicone metody określania wrażliwości materiałów wybuchowych (np. Orange Handbook lub AOP-7).W celu zwiększenia bezpieczeństwa obchodzenia się i przetwarzania materiałów wybuchowych, zazwyczaj są one łagodzone. Dobrze udokumentowanym i najbardziej znanym historycznym przykładem jest flegmatyzowany materiał wybuchowy dynamit Nobla, który jest mieszaniną nitrogliceryny z ziemią okrzemkową, a następnie rozwinięcie dynamitu i ostatecznie żelowanie NG1 z nitrocelulozą w celu uzyskania bezpiecznej galaretowatej substancji wybuchowej.
Rodzaje flegmatyzacji materiałów wybuchowych
Flegmatyzacja jest kluczowym procesem w przemyśle materiałów wybuchowych. Ma na celu zmniejszenie wrażliwości tych substancji na bodźce zewnętrzne, takie jak tarcie, uderzenia czy wyładowania elektrostatyczne. Istnieją różne metody flegmatyzacji, z których dwie główne to flegmatyzacja czasowa i stała.
Flegmatyzacja czasowa, jak wskazano, obejmuje dodanie określonej ilości wody do materiału wybuchowego, co prowadzi do zmniejszenia jego wrażliwości. Przykłady obejmują krystaliczną nitroaminę i nitroguanidynę. Po odpowiednim zastosowaniu wody, mogą być wykorzystane do transportu jako HD 1.1D (wybuch, który ma zagrożenie wybuchem, masowa eksplozja jest natychmiastową detonacją prawie całego ładunku – według klasyfikacji Explosive Shipping Classification System). Nitroguanidyna, na przykład, po dodaniu wody traci swoją masową potencjalną wybuchowość i staje się łatwopalnym ciałem stałym, HD 4.1 (Towary i substancje bez znaczącego zagrożenia wybuchowego. Działanie wybuchowe w większości zawarte w opakowaniach. Pożar nie może spowodować natychmiastowej masowej eksplozji).
Inną metodą flegmatyzacji jest stała flegmatyzacja, która jest niezbędna dla spełnienia wymagań operacyjnych, takich jak bezpieczeństwo odpalania i transportu. W rezultacie można produkować materiały wybuchowe o bardzo niskiej wrażliwości na bodźce zewnętrzne. Przykładem jest RS-RDX (skrót oznacza potencjalny materiał wysokoenergetyczny w dziedzinie niewrażliwej amunicji (IM), co znacznie zmniejsza wrażliwość na wstrząsy różnych materiałów wybuchowych). Te kryształy wybuchowe można utwardzać poprzez zatapianie ich w niewrażliwym spoiwie odlewanym w stanie stopionym lub elastycznym spoiwie odlewniczym, lub konsolidować za pomocą spoiwa termoplastycznego.
Każda z tych metod ma swoje zalety i wady, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze odpowiedniej strategii flegmatyzacji w zależności od konkretnego materiału wybuchowego, jego zastosowania i wymagań operacyjnych.
Flegmatyzatory w pirotechnice
Składy materiałów pirotechnicznych zawierają wiele substancji pełniących różne funkcje, jednym z nich są środki flegmatyzujące. Flegmatyzacja w materiałach pirotechnicznych polega na dodaniu do substancji wybuchowej środka flegmatyzującego, który ma za zadanie zmniejszyć jej wrażliwość na bodźce mechaniczne. Wśród środków flegmatyzujących wykorzystywanych w tej dziedzinie znajdują się: proszek szklany, węglik krzemu, siarczek antymonu, stearynian cynku, PTFE oraz azotek boru. Dodatek tych substancji, w ilości od 0 do 5% masy, ma na celu zapewnienie bezpiecznego i kontrolowanego działania materiałów pirotechnicznych. Flegmatyzator jest to ważny dodatek w pirotechnice, który umożliwia bezpieczniejsze przechowywanie, korzystanie oraz transport na pokazy pirotechniczne.
Korelacje wrażliwości
Chociaż nie istnieje ogólna matematycznie poprawna korelacja między wrażliwością na uderzenie jednorodnego chemicznie wybuchu kowalencyjnego lub jonowego, a innymi parametrami substancji dostępnymi zarówno eksperymentalnie, jak i teoretycznie. Istnieją nadal oczywiste tendencje, które wspierają zrozumienie istniejących materiałów i pomagają w rozwoju nowych materiałów. Jeśli chodzi o wrażliwość na uderzenie, do tej pory badano i omawiano wypisane wyżej parametry.