Классификация связующих их свойства

Чаще других используют связующие:

1) искусственные смолы — идитол, бакелит, эпоксидные смолы и др.;

2) смолы естественного происхождения и продукты их переработки: канифоль, резинаты;

3) высыхающие масла — олифу;

4) клей — декстрин.

Кроме того, возможно применение различных асфальтов и битумов. В некоторых случаях применяют растворы нитроклетчатки и каучука в соответствующих растворителях. Для нитроклетчатки растворителем может служить спирто-эфирная смесь, ацетон, для каучука бензол, бензин и др.

В твердом пиротехническом топливе в качестве связующих используются лолиуретаны, тиоколы, каучуки.

Характерными.свойствами смол являются:

1) нерастворимость в воде;

2) растворимость в органических растворителях;

3) способность к образованию пленки при высыхании раствора смолы;

4) полная сопротивляемость гниению (отличие от клеящих веществ животного происхождения).

Идитол — это «новолачная» смола, получаемая конденсацией избытка фенола с формальдегидом в присутствии кислого катализатора (например, НС1).

Реакция в начальной стадии протекает следующим образом:

СН20+2СбН50Н=СН2(С6Н40Н)2+Н20.

Продукт первичной конденсации, полимеризуясь, переходит при нагревании в смолу.

При расчетах для идитола употребляют условную формулу C13H12O2.

Теплота образования идитола (вычисленная на основании -теплоты горения технического образца) составляет 0, 74 ккал/г (3, 10 кДж/г), плотность — 1, 25—1, 30. Идитол хорошо растворяется в этиловом спирте.

Новолачные смолы хорошо растворимы в алкоголях, не растворимы в углеводородах и минеральных маслах. Они стойки по отношению к воде, кислотам, аммиаку и слабым растворам щелочей. Крепкий раствор щелочи разлагает их.

Технические образцы идитола всегда содержат свободный фенол, чем объясняется их красноватая окраска.

Для идитола нормируется температура его размягчения (для разных сортов не ниже 90—97° С), содержание в нем фенола (от 0, 1 до 3, 0%) и проводится испытание на отсутствие в нем канифоли.

Бакелит — смола, получаемая конденсацией фенола с избытком формальдегида в присутствии щелочного катализатора аммиака).

Реакция вначале протекает так:

CH2O + C6H5OH = С6Н4(ОН) CH2OH.

Далее, при нагревании образуется бакелит А:

2С6Н4(ОН)СН20Н = (С6Н4СН20Н)2O+Н20.

Его температура размягчения 75—100° С; он хорошо растворим в этиловом спирте. Нагревание бакелита А до более высокой температуры приводит к образованию бакелита В. При дальнейшем нагревании бакелита В при его полимеризации образуется бакелит С.

Последний — это неллавкое (но размягчающееся пр'и нагревании) вещество, не растворимое в большинстве органических растворителей. Он очень устойчив к химическим воздействиям, и обладает большой механической прочностью.

Бакелит А образуется при температуре около 100° С. Переход его через форму В в форму С осуществляется уже при 120— 150° С или даже выше (до 180° С). В составы бакелит А вводится в виде порошка или в виде спиртового лака; переход его в форму С (бакелизация) осуществляется нагреванием спрессованного состава1 до 150° С; плотность бакелитов 1, 20—1, 29.

При расчетах для бакелита пользуются условной сформулой C12H11O2.

Применяется бакелит в качестве связующего в тех составах и изделиях, где требуется особая механическая прочность.

Канифоль получают из смол хвойных деревьев. Главной ее составной частью являются ненасыщенные циклические кислоты — абиетиновая (С20Н30O2) и пимаровая. Плотность канифоли 1, 0—1, 1; температура размягчения не ниже 65°С. Канифоль

* Имеются в виду термитно-зажигательные составы.

растворима в этиловом спирте, эфире, бензоле, частично в бензине; при нагревании растворяется в олифе.

Резинатами называют продукты взаимодействия канифоли с гидроксидами или солями соответствующих металлов. Резинат кальция получается сплавленном канифоли с гашеной известью при температуре 230—240° С. Однако эта реакция не протекает до конца; резинат кальция характеризуется определенным кислотным числом (не более 80), правда, значительно. меньшим, чем для канифоли (160—180). Температура пазмягче-ния резината кальция 120—150° С. Состав его приближенно может быть выражен формулой (C19H29COO)2Ca.

В качестве растворителей для резината кальция применяют бензин или спирто-бензиновую смесь (1: 1).

Возможно также применение резината стронция, когда требуется красная окраска пламени.

Иногда в пиротехнических составах используют мономеры, которые после полимеризации становятся связующими: метилметакрилат, винилиденхлорид, стирол, акрилонитрил, ви-нилацетат. Значения теплоты полимеризации указанных выше веществ при расчете на.моль мономера лежат в пределах от 13 Д'о 21 ккал (от 54 до 88 кДж), что отвечает 130—325 малым ка-лория1М (540—1360 Дж) на грамм вещества.

Из органических связующих, не относящихся к классу смол, следует отметить еще олифу и декстрин.

Олифа натуральная (ГОСТ 7931-56) получается при полимеризации и частичной оксидации льняного или конопляного масла. Это - вязкая жидкость светло-желтого или светло-копичневого цвета, имеющая плотность 0, 93—0, 94. Получают олифу продуванием воздуха через нагретое до 1, 60° С льняное (конопляное) масло. Для ускорения высыхания олифы в нее добавляют сиккативы или «сушители»: резинаты или линолеаты марганца, свинца или кобальта. В пиротехнике используют лучшие сорта олифы без сиккативов: иногда в качестве связующего применяют раствор канифоли в олифе.

Декстрин - растительный клей, получается при нагревании крахмала с разбавленными кислотами. Формула его (C6H10O5)n. Плотность 1, 04. Декстрин легко растворяется в холодной и горячей воде.

В табл. 4.2 приведены некоторые свойства органических горючих (как связующих, так и веществ, не обладающих цементирующими свойствами).

Для упрощения расчетов в табл. 4.2 условные эмпирические формулы даны и для высокомолекулярных соединений; формулы эти имеют только рабочее значение.

Таблица 4.2