Составы маскирующих дымов и предъявляемые к ним требования

К этим составам предъявляются следующие требования:

1) полученный три горении пиросоставов дым должен иметь высокую кроющую способность и быть достаточно устойчивым в воздухе;

2) при сгорании в дымовых шашках составы не должны давать пламени;

3) образующийся шлак должен быть рыхлым (пористым, чтобы он не препятствовал прохождению через него дыма.

Продукты горения составов, предназначенных для создания дымовой завесы в расположение своих войск, не должны оказывать вредного действия на здоровье бойцов.

Существует два различных типа составов маскирующих дымов. Одни содержат дымообразующие вещества в готовом виде, в других дымообразующие вещества получаются при горении.

Составы первого типа содержат три основных компонента: окислитель, горючее и дымообразующее вещество.

В качестве дымообразователей применяют легковозтоняющи-еся вещества: хлористый аммоний и ароматические углеводороды— нафталин, антрацен и др.

Процесс образования дыма сводится к возгонке этих веществ и переходу их после охлаждения на воздухе в твердое состояние.

Хлористый аммоний хорошо растворим в воде, имеет плотность 1, 52 г/см3. Возгонка его заметна уже при 250°, а при 339° С давление его пара р=\ кгс/см2 (9, 8-.104 Н/м2). Температура плавления NH4Cl в замкнутом пространстве равна 520°.

Наряду с возгонкой происходит его диссоциация на аммиак и хлористый водород: NН4С1=NHз+НС1.

Реакция обратима и при охлаждении смещается влево.

Степень диссоциации NH4CI в интервале 200—400° С составляет от 57 до 79%.

Большую летучесть при сравнительно невысокой температуре (ниже 1000° С) имеют хлориды многих металлов (цинка, железа, алюминия), но они содержат кристаллизационную воду и настолько гигроскопичны, что обезвоживание их представляет значительные трудности.

Из органических веществ в качестве дымообразователей могут быть использованы углеводороды как жирного, так и ароматического ряда; наибольшее применение нашли нафталин и антрацен.

Существенным недостатком нафталина является его значительная летучесть уже при комнатной температуре.

Антрацен С14Н10 — это белые кристаллы; плотность 1, 25 г/см3, температура плавления 218°С, температура кипения 342° С.

Фенантрен С14Н10 — изомер антрацена — имеет температуру плавления 99° С и кипения 240° С; оба вещества легко возгоняются около 200° С.

Часто в качестве дымообразователя употребляют технический антрацен: это зеленовато-желтая масса, содержащая антрацен (до 25%), фенантрен, карбазол (C12H9N) и другие углеводороды. Температура вспышки технического антрацена 150—1: 62° С.

В качестве горючего в составах маскирующих дымов иногда применяют древесный уголь. Нафталин и антрацен часто выполняют в. составах функции не только дымообразователя, но и горючего, частично возгоняясь, а частично сгорая. В качестве окислителя обычно применяют хлорат калия.

Типичные дымовые составы, подобные смеси Ершова, содержат в %:

хлорат калия.. 20—30

-хлористый аммоний 50

нафталин (или технический антрацен)..... 20

уголь древесный. О—10

Большое содержание в таких составах малоактивного вещества — хлористого аммония — обеспечивает сравнительно малую чувствительность их к механическим воздействиям.

Кислородный баланс описанных выше дымовых смесей резко отрицателен, а газовая фаза, образующаяся при горении, содержит значительное количество СО и легковоспламеняющихся паров нафталина или антрацена. Такие составы помещают в оболочку, снабженную выходными или выхлопными отверстиями, которая предохраняет состав от проникновения в него кислорода воздуха (рис. 16.2).

Рис. 16.2. Открытая и закрытая дымовые шашки [95]

Несмотря на принимаемые меры предосторожности дымовые составы дают иногда вспышки при сгорании. Равномерность горения при этом нарушается, у отверстий шашки появляется пламя, количество дыма резко уменьшается и он приобретает сероватый оттенок.

Поэтому в дымовые составы часто добавляют специальные вещества — пламегасители. Наилучшими пламегасителями являются карбонаты: сода, мел, карбонат магния, выделяющие при своем разложении углекислый газ, который в некоторой степени разбавляет способные к горению на воздухе газообразные продукты реакции. Содержание пламегасителей в дымовом составе может доходить в отдельных случаях до 10—15%. Известна также дымовая смесь, содержащая в себе два дымообразователя: Р красн — 10%, NH4Cl— 60%, КNОз—30%. К дыму NH4C1 здесь добавляется дым пятиокиси фосфора. Связывание последней с К2О с образованием нелетучего КРОз может быть проверено только экспериментально.

Составы второго типа — металлохлоридные дымовые смеси. Дымообразующие вещества в таких составах получаются в результате реакции горения, например:

Образующийся здесь дым окрашен в серый цвет, так как он, кроме белого дьима ZnCl, содержит частицы сажи. Безводный хлористый цинк — это белые очень гигроскопичные кристаллы; плотность его 2, 9 г/см3, температура плавления 366° С, температура кипения 73'2°С.

Во влажном воздухе хлористый цинк частично гидролизуется. Свойства С2С16 описаны в работе [20]. Кроме основных компонентов: хлорорганического соединения и порошка металла, металлохлоридные смеси содержат вещества, играющие вспомогательную роль.

Часто в металлохлоридные смеси вводят дополнительный окислитель — NaClO3, КСlOз или КС104 и дополнительный дымообразователь — хлористый аммоний.

При наличии в смеси хлората (или перхлората) дым получается белее, так как сажа сгорает, образуя СО (или С02). Во время второй мировой войны в США) использовался дымовой состав, содержащий C2Cl6+Zn+KC104+NH4Cl, в Англии: С2С16—45, 5%; ZnO—47, 5%; A1—7%, в Германии: С2С1б—53%, Zn—44%, MgO—3%. Недостатком гексахлорэтана является его значительная летучесть, большая, чем у нафталина. В этом отношении гораздо лучшие свойства имеют гексахлорбензол C6Cl6 или дехлоран C10Cl12 (перхлоропентациклодекан).

1 Металлохлоридные смеси с C2Cl6 в США называют смесями НС.

Модернизированные американские смеси НС содержат (в %):

I. C6Cl6e— 34, 4; Zn (пыль) —6, 2; ZnO—27, 6; NH4C104—24, 0;

органическое связующее (ламинак)—7, 8. II. C10Cl12—33, 9;

ZnO — 37, 4; NH4C10 — 20, 5, и органическое связующее (ламинак) —8, 2.

Некоторые свойства твердых хлорорганических соединений приведены в табл. 16.3.

Таблица 16.3

Кроме цинковой пыли, в металлохлоридных смесях могут быть использованы порошки алюминия и железа, а также силицид кальция. Горение таких смесей протекает с образованием Хлоридов А1С1з или FеС1з. Ниже приводятся рецепты двойных смесей с С2С16, полученные расчетным путем при условии полного окисления металла (в %):

С2С16........ 81

А1......... 19

C2Cl6........ 68

Fe......... 32

Хлористый алюминий А1С1з, образующийся при горении двойных смесей, содержащих С2Сl6 и А1, —(белое, легко возгоняющееся, чрезвычайно гигроскопичное вещество.

Смеси с А1 горят интенсивно; для замедления горения в них добавляют дополнительные дымообразователи — ZnO, NH4C1 и др. При горении смеси, содержащей алюминий, протекает реакция

2Al+9ZnO+3C2Cl6=Al203+9ZnCl2+6CO.

Дым, образующийся при горении такой смеси, содержит немного сажи и имеет сероватый оттенок.

Смесь гексахлорэтана с порошком железа горит медленно и мало активно, выделяя при горении бурый дым хлорного железа. Безводное хлорное железо FеС1з возгоняется уже при 250° С, кипит с частичным разложением при 316° С. На воздухе оно жадно поглощает влагу, образуя кристаллогидрат FеС1з-6Н20.

Американские дымовые составы содержат Mg, ZnO, С2С16 и NH4C104.

Таблица 16.4

Испытание в бомбе Трауцля (вес смеси 20 г;

в канал бомбы вставлен свинцовый стержень)

При наличии взрывного начального импульса (капсюль-детонатор № 8) и прочной оболочки в двойных смесях СС14 или C2Cl6 с магнием или алюминием может возникнуть взрыв, но сила его (см. табл. 16.4) невелика.