(1, algemeen).
I. Inleiding.
Behandeld zullen worden de vloeibare en vaste explosieve stoffen of mengsels, voor zover deze voor militaire en pyrotechnische doeleinden, in de mijnbouw, bij tunnelbouw e.d. kunnen worden gebruikt, dus niet explosieve reacties in gassen. Voor practische toepassing komen alleen die explosieve stoffen in aanmerking, die een voldoend grote stabiliteit bezitten, terwijl de fabricage op niet te grote moeilijkheden mag stuiten, in het bijzonder wat de benodigde grondstoffen betreft. Verder zal elke toepassing nog speciale eisen stellen, zoals waterbestendigheid bij onderwater explosies, geringe of sterke brisante werking e.d. Belangrijk is de gevoeligheid voor vlam, stoot of wrijving. Hieronder verstaat men de energietoevoer, die minstens nodig is om een bepaalde hoeveelheid van een explosieve stof tot explosie te brengen. De onderstaande indeling der explosieve stoffen berust niet op chemische verschillen, maar op uiteenlopende toepassingen. Deze toepassingen worden grotendeels bepaald door de typerende eigenschappen, die daarom kort worden aangegeven. Na deze indeling en typering (onder II) worden enkele bijzonderheden meegedeeld over de fabricage der belangrijkste explosieve stoffen of hun bestanddelen (onder III).
II. Indeling en typering
A. PYROTECHNISCHE MENGSELS
Hiertoe behoren: koppen van lucifers, vuurwerk, lichtsassen, rookmakers en thermietmengsels. Behalve sommige rookmakers bevatten deze mengsels steeds een bestanddeel, dat zuurstof afgeeft (nitraten, chloraten, perchloraten, oxyden of peroxyden) en een bestanddeel, dat met deze zuurstof reageert (koolstof, zwavel of verbindingen rijk aan deze elementen, metaalpoeders e.d.). Pyrotechnische mengsels komen vrijwel alleen tot explosieve verbranding {z explosie).
B. Kruitrsoorten
Deze worden verdeeld in rookgevend kruit, salpeterkruit of zwart buskruit en rookzwak kruit, dat weer in twee hoofdgroepen uiteenvalt nl. nitrocellulosekruit (n.c.kruit) en nitroglycerinekruit (n.g. kruit). Bij alle kruitsoorten wenst men slechts explosieve verbranding en vele kruitsoorten zijn niet of nauwelijks tot detonatie in staat (voor het verschil tussen explosieve verbranding en detonatie zie explosie). Een detonatie in de kruitkamer van een vuurwapen zou deze verbrijzelen als ware het een brisantgranaat.
Onder de specifieke verbrandingssnelheid (Vsp) van een kruit verstaat men de snelheid in cm/sec, waarmee de verbranding zich voortplant in de richting loodrecht op het kruitoppervlak. Afhankelijk van de aard en samenstelling van het kruit en van temperatuur en druk varieert de specifieke verbrandingssnelheid van 1 tot 100 cm/sec. De verbrandingssnelheid (F) van kruit is de gewichtshoeveelheid kruit, die per sec in de reactieruimte, bijv. de kruitkamer van een vuurwapen, wordt omgezet. Is het brandende oppervlak O cm2 en het soortelijk gewicht s, dan geldt: V = Vsp x O x st.
Hieruit ziet men, dat de verbrandingssnelheid van een bepaald kruit sterk gewijzigd kan worden door verandering van O, d.w.z. vorm en grootte der korrels, pijpen, linten, plaatjes, enz. Ten slotte onderscheidt men nog de ontbrandingssnelheid, d.i. de snelheid, waarmee de explosieve verbranding zich langs, dus evenwijdig aan, het oppervlak voortplant, welke nog gevarieerd kan worden door speciale oppervlaktebehandeling der korrels en door de wijze van ontsteking.
c. SPRINGSTOFFEN
Dit zijn explosieve stoffen, die tot detonatie (z explosie) in staat zijn. Hierop berust hun toepassing. Vrijwel steeds is de stabiliteit van een springstof veel groter dan van een rookzwak kruit, terwijl de gevoeligheid gering is, voor zover het geen initiaalspringstoffen zijn.
De gevoeligheid voor stoot en wrijving van een springstof moet in het algemeen gering zijn, ten einde detonatie bij transportongevallen of bij het afvuren van een granaat, ten gevolge van de hierbij optredende schokken, onmogelijk te maken.
De gevoeligheid voor stoot van een springstof wordt bepaald met de valhamer. Hierbij laat men een gewicht van 2, 5 of 10 kg op een bepaalde hoeveelheid springstof vallen en meet de valhoogte, nodig om detonatie in te leiden. Bij eenzelfde werkwijze en apparaat verkrijgt men onderling vergelijkbare resultaten. Bij militaire springstoffen controleert men wel de gevoeligheid door te vuren op de in karton of blik verpakte springstof.
De explosieve kracht van een springstof meet men met behulp van het loodblok van Trauzl. Men brengt daartoe 10 g van de springstof in een uitholling van een cylindervormig blok lood, vult aan met zand en meet de grootte van de uitbuiging na de detonatie.
Van de brisantie (z explosie) krijgt men een indruk door een granaat in een kist met zand te laten detoneren en het aantal scherven te tellen. Ook gaat men wel na of een bepaalde hoeveelheid springstof, vrij liggend op een bepaalde metalen plaat, in staat is deze bij detonatie door te slaan.
De detonatiesnelheid meet men fotografisch, dan wel met een electronenoscillograaf.
De volgende vijf punten geven een overzicht van de eisen, die, afhankelijk van hun toepassing, aan springstoffen gesteld worden.
1. Voor vernieling van constructies van staal of gewapend beton en voor vulling van brisantgranaten e.d. wenst men een stof met geringe gevoeligheid en een krachtig brisante werking, dus een grote detonatiesnelheid (5000-9000 m/sec). Stoffen, die aan deze eisen voldoen zijn o.a.: trotyl, hexyl, pikrinezuur, ammoniumpikraat, nat schietkatoen en mengsels zoals pentoliet (50 trotyl, 50 pentriet), tetryl-trotylblokjes (75 trotyl, 25 tetryl), springgelatine (93 nitroglycerine, 7 collodiumwol) en baratol (trotyl met 10 of 20 pct bariumnitraat).
Gedurende Wereldoorlog II is de reeds lang bekende springstof hexogeen (in Engeland en Amerika „cyclonite” of RDX genoemd) sterk naar voren gekomen. De gevoeligheid van zuiver hexogeen is te groot voor direct gebruik van hexogeen als springstof, zodat het òf geflegmatiseerd moet worden met bijv. bijenwas (als RDX-A) en/òf vermengd met trotyl (als RDX-B) òf gegelatineerd met bijv. dibutylphthalaat (tot plastische springstof RDX-G, zoals PE3).
Een bijzondere plaats neemt panklastiet in. Dit is een mengsel van stikstoftetra-oxyde en een brandbare stof zoals nitrobenzol, toluol of benzol. Beide vloeistoffen konden zich pas vermengen nadat de bom was afgeworpen. De detonatie van het mengsel is echter uitermate brisant.
2. Ten einde verplaatsing, opheffing van grond, veerkrachtig gesteente, ijs of vernieling van fabriekscomplexen te bereiken, moet een stof met kleinere detonatiesnelheid (2000-5000 m/sec) gekozen worden. In sommige gevallen kan voor „drukladingen” zelfs zwart kruit (met natriumnitraat) gebruikt worden.
Belangrijk is hier de groep der dynamieten, waarin nitroglycerine (n.g.) het typerende bestanddeel vormt. Het oude kiezelgoer-dynamiet, waarbij n.g. in infusoriënaarde of kiezelgoer (25 pet) werd opgezogen, wordt bijna niet meer gebruikt. Wel laat men n.g. opnemen door brandbare stoffen als houtmeel en cellulose (cellulosedynamiet). Gelatine dynamieten ontstaan, wanneer n.g. (64-16 pct), na gelatinering met collodiumwol, gemengd wordt met nitraten of chloraten.
Het hoofdbestanddeel van ammoniumnitraatspringstoffen is ammoniumnitraat (a.n.). Zuiver a.n. vermengd met oxydeerbare stoffen vormt een grote verscheidenheid van springstoffen. Veel gebruikt wordt amatol, mengsels, van a.n. met trotyl, meest 50 of 20 pct. Amatol met 50 pet trotyl is nog sterk brisant. Beide mengsels worden veel gebruikt als vulling voor granaten, aldus het kostbare trotyl uitsparend.
Ammoniumnitraat is wateraantrekkend. Dit nadeel kan men gedeeltelijk ondervangen door toevoeging van dinitrobenzol en dinitrotoluol, die, na stolling, de springstofkorrels min of meer van de lucht afsluiten.
Vervangt men ammoniumnitraat door kaliumof natriumchloraat, dan ontstaan de chloraatspringstoffen, die verder 10-30 pct oxydeerbare stoffen, bijv. dinitrotoluol en soms wat nitroglycerine bevatten.
Een belangrijke versterking van de heffende werking en verlenging van de duur van de drukgolf wordt bereikt door aluminiumpoeder (Al) in de springstof op te nemen. Van de, snel in betekenis toenemende, groep der aluminiumhoudende springstoffen is de explosiewarmte zeer groot, waardoor een hogere temperatuur en sterke lichtuitstraling (van belang voorhetwaarnemender springpunten) wordt verkregen. Vooral zijn in gebruik ammonal (de belangrijkste soort is 15 trotyl, 65 a.n., 17 Al, 3 koolstof), torpex (diverse mengsels van Al met trotyl en hexogeen, bijv. 42 trotyl, 40 hexogeen, 18 Al; een zeer goed onderwaterexplosiemiddel) en hexoniet (trotyl, hexyl en Al).
Vloeibare-lucht springstoffen (= oxyliquieten) worden verkregen door onderdompeling van een canvas zakje, gevuld met poreus brandbaar materiaal, zoals roet, kurkmeel of naphtalinepoeder in een Dewar-vat, gevuld met vloeibare lucht. Doordat stikstof sneller verdampt (lager kookpunt) dan zuurstof, wordt de vloeibare „lucht” bij het staan rijker aan zuurstof. Toch krijgt men betere resultaten met vloeibare zuivere zuurstof. De hoge explosietemperatuur en de vorming van veel koolmonoxyde maakt het gebruik van oxyliquiet voor ondergronds werk ongeschikt.
3. Een eis, die aan springstoffen, te gebruiken bij steenkoolwinning, gesteld wordt is, dat bij detonatie de uit het boorgat schietende vlam niet in staat is eventueel aanwezig mijngas en steenkoolstof tot explosie te brengen. Dit zijn de zgn. mijngasveilige springstoffen. De vlam moet dus zo klein mogelijk, niet te heet en van korte duur (korter dan 0,001 sec) zijn. Verder geringe brisantie om verpoedering van de kolen te voorkomen.
Mijngas veiligheid kan bereikt worden door toevoeging van indifferente stoffen, als keukenzout en kaliumchloride.
4. Het inleiden van een detonatie geschiedt meestal met behulp van initiaalspringstoffen (= inleidingsspringstoffen). Dit zijn springstoffen, die zeer gevoelig zijn voor stoot en zelfs met een vlam tot detonatie gebracht kunnen worden. Voor gebruik als springlading is hun gevoeligheid te groot, maar detonatie van slechts zeer kleine hoeveelheden, kan de detonatie van minder gevoelige springstoffen inleiden. Ze worden in slaghoedjes en slagpijpjes of détonateurs aangebracht. De belangrijkste initiaalspringstoffen zijn: slagkwik, loodazide, loodtrizinaat, diazodinitrophenol en tetrazeen.
5. Wanneer een springlading zo moeilijk tot detonatie te brengen is, dat een detonator hiertoe misschien niet steeds in staat is, dan is het nodig om tussen de detonator en de springlading een zgn. tussenlading aan te brengen. De gevoeligheid van de springstof der tussenlading moet inliggen tussen die van de initiaalstof en die van de eigenlijke springlading (= hoofdlading). Eigenlijk geeft de tussenlading de detonatie slechts in versterkte mate door, terwijl de detonator de inleider is en dáár ook alleen inleidingsspringstoffen zijn. Voor tussenlading wordt meestal tetryl gebruikt of het gietbare mengsel tetrytol (35 trotyl, 65 tetryl).
III. Fabricage der belangrijkste explosieve stoffen
1. ZWART BUSKRUIT
(= salpeterkruit) is een mengsel van ongeveer 75 pct kaliumnitraat (= kalisalpeter), 10 pct zwavel en 15 pct koolstof (houtskool). In plaats van kaliumnitraat wordt ook wel natriumnitraat (= natronsalpeter, chilisalpeter) gebruikt, wat goedkoper, maar wateraantrekkend is. Wat de samenstelling betreft is zwart buskruit dus een pyrotechnisch mengsel en diverse soorten zwart buskruit worden dan ook in de vuurwerkfabricage gebruikt (z buskruit en vuurwerk).
De bestanddelen worden vochtig in poedervorm intensief vermengd in de zgn. kruitmolen. Vervolgens wordt het kruit geperst, gegranuleerd en gedroogd bij 40 gr. G. De korrels krijgen veelal nog een oppervlaktebehandeling met grafiet, omdat het goed geleidende grafiet het ontstaan van electrische lading door wrijving voorkomt en het oppervlak gladder en minder doordringbaar voor vocht maakt. De grootte der korrels varieert van ½ cm tot fijn poeder, zgn. meelpulver, afhankelijk van het doel. Buskruit van de boven aangegeven samenstelling heeft een grote specifieke verbrandingssnelheid. Men kan deze verkleinen door meer koolstof en minder nitraat te nemen.
2. NITROCELLULOSE
(n.c.) of chemisch juister cellulosenitraat is het product, dat verkregen wordt door inwerking van een mengsel van salpeterzuur en zwavelzuur op cellulose. Het resultaat van deze zgn. nitrering is niet een enkelvoudig product. Afhankelijk van de temperatuur, waarbij genitreerd wordt, de duur van de nitratie, vooral de samenstelling van het nitreerzuur (bijv. 60 zwavelzuur, 23 salpeterzuur en 17 water bij 25 gr. C. gedurende 30 min.), maar ook de herkomst en de voorbehandeling (chemische reiniging) der cellulose, zal het eindproduct sterker of minder sterk genitreerd zijn en dus meer of minder stikstof (in nitraatgroepen) bevatten.
Het stikstofgehalte is de meest kenmerkende eigenschap van de nitrocellulose. Het theoretisch hoogst mogelijke gehalte, 14,14 pct stikstof (N), is nog nooit bereikt. N.c. met meer dan 13 pct N heet schietkatoen, met minder collodiumwol. De grens is niet scherp. N.c met minder dan 12,5 pct N heet wel pyroxyline. De lager genitreerde cellulose wordt verwerkt tot films, vernissen e.d. Hoe hoger het stikstofgehalte, hoe krachtiger de explosieve werking. Collodiumwol van 10 tot 12,8 pct N is in het algemeen oplosbaar in een mengsel van 2 vol. aether en 1 vol. alkohol, schietkatoen echter niet. Deze oplossing van collodiumwol, collodium genaamd, is zeer visceus. Met weinig aether-alkohol wordt een gelatineuze massa verkregen, die minder gevoelig is voor stoot en dus veiliger is (n.c. kruit). Dit gelatineren is ook mogelijk met n.g. (springgelatine en n.g. kruit).
3. NITROCELLULOSEKRUIT
(n.c. kruit). Nitrocellulose (n.c.) met 25-30 pct water wordt door persen in verticale cylinders van een deel van het water bevrijd. Van boven perst men nu alkohol in. Dit verdringt het soortelijk zwaardere water, dat van onderen afvloeit. De alkoholhoudende n.c. mengt men met aether, waarin een stabilisator is opgelost. Hierbij treedt gelatinering in, dat echter door persen onder walsen pas volledig wordt. De hierbij gevormde taaie massa wordt nu in de gewenste vormen gesneden en/of geperst.
Voor geweerkruit worden de vellen, die uit de laatste wals komen in een snijmachine tot kleine blaadjes versneden. Het oppervlak van deze blaadjes impregneert men met een waterwerend middel, dat tevens de explosietemperatuur verlaagt en het mondingsvuur beperkt, (bijv. dinitrotoluol). Ten slotte grafiteert men om het oppervlak gladder en geleidend te maken, evenals bij zwart kruit. Intussen zijn alkohol en aether voor een groot deel verdampt, terwijl door zachte verwarming in vacuum en waterbehandeling deze oplosmiddelen vrijwel geheel verwijderd en ook teruggewonnen kunnen worden.
Toevoeging van een stabilisator aan n.c.kruit en n.g. kruit is nodig om de zelfontleding van het n.c. tegen te gaan. Zelfs het meest zuivere n.c. is aan zelfontleding onderhevig. Hierbij ontstaan stikstofoxyden, die de ontleding versnellen; de ontleding is dus autokatalytisch. De duurzaamheid of stabiliteit van het kruit kan men dan ook in belangrijke mate verhogen door toevoeging van stoffen, die de stikstofoxyden binden, dus onwerkzaam maken. Deze stoffen noemt men stabilisatoren, waarvan centraliet (= diphenyldiaethylureum) en diphenylamine de belangrijkste zijn; zij vergemakkelijken bovendien de gelatinering.
Zodra de stabilisator door de stikstofoxyden is verbruikt, zal de autokatalytische ontleding toch intreden, waarna zelfontbranding mogelijk is. Een regelmatige controle van alle soorten rookzwak kruit is dan ook noodzakelijk. Hiervoor is een gehele serie zgn. stabiliteitsmetingen uitgewerkt, meestal verhittingsproeven.
N.c. kruit, waarvoor schietkatoen gebruikt is, wordt veelal schietkatoenkruit genoemd.
4. NITROGLYCERINE
(n.g.). In een cylindrische bak van lood of roestvrij staal laat men langzaam een bepaalde hoeveelheid glycerine aan het nitreermengsel (ongeveer gelijke gewichtshoeveelheden zwavelzuur en salpeterzuur, zonder water) toevloeien. Lucht wordt doorgeblazen, ten einde de vloeistoffen goed temengen. Koelspiralenzorgen er voor, dat de temperatuur niet boven 30 gr. C. stijgt. Na de nitratie laat men het soortelijk zwaardere nitreerzuur van onderen weglopen en wordt het in water onoplosbaar n.g. in dezelfde bak met water gewassen. Nitroglycerine is de gangbare, maar onjuiste naam voor glyceroltrinitraat. Het is een lichtgele olie, die door wrijving of stoot gemakkelijk detoneert. N.g. mag niet vervoerd worden. In dezelfde fabriek lost men er nitrocellulose in op, waardoor het snel in viscositeit toeneemt en zijn grote gevoeligheid verliest. Meestal verwerkt men het direct verder tot springgelatine, dynamiet of n.g. kruit.
5. NITROGLYCOL
(= glycoldinitraat) ontstaat bij nitratie van glycol. De bereiding, het uiterlijk en de explosieve eigenschappen komen sterk met die van nitroglycerine overeen.
6. NITROGLYCERINEKRUIT
(n.g. kruit). Nat nitrocellulose wordt (eventueel onder water) met de gewenste hoeveelheid n.g. gemengd, waarbij een taaie massa ontstaat. Hieruit verwijdert men door persing een deel van het water en mengt, indien nodig, met aceton of aether-alkohol en stabilisator. Door walsen wordt volledige gelatinering bereikt. De massa kan nu door een opening worden geperst, die het kruit de gewenste vorm geeft (meestal één of zeven maal doorboorde cylinders met diverse diameters). Van het thans in gebruik zijnde n.g. kruit varieert het n.g. gehalte tussen 17 en 47 pel.
7. TROTYL
(trinitrotoluol = T.N.T.). Trotyl is wellicht de door militairen meest gebruikte springstof. De grondstof, toluol (= tolueen), wordt gewonnen uit steenkoolteer en sommige aardoliesoorten (Kaukasische). De nitratie met een mengsel van zwavelzuur en salpeterzuur verloopt in drie trappen: omzetting van toluol in mononitrotoluol, dit in dinitrotoluol en de laatste in trinitrotoluol of trotyl. Voor de winning van 1 kg trotyl zijn, behalve toluol, ook 350 kg steenkool als energiebron nodig.
8. PIKRINEZUUR
(= trinitrophenol). Als grondstof dient phenol (= carbolzuur) of benzol, dat in phenol kan worden omgezet. Evenals trotyl is pikrinezuur een steenkoolteerproduct.
9. AMMONIUMPIKRAAT
Deze zeer schokveilige en toch brisante springstof kan op eenvoudige en gevaarloze wijze worden verkregen door neutralisatie van pikrinezuur met ammonia. Vooral in Amerika is het, onder de naam „Explosive D”, gedurende Wereldoorlog II veel gemaakt.
10. HEXOGEEN
(= cycloniet = RDX = cyclotrimethyleentrinitramine). Technisch wordt deze zeer brisante springstof gemaakt door nitratie van urotropine (= hexamethyleentetramine = hexamine) in twee trappen. De reacties verlopen zo gemakkelijk, dat sterke koeling nodig is, om verlies van hexogeen door oxydatie tegen te gaan. Urotropine vormt zich direct bij inwerking van ammoniak op formaldehyde. Daar de industrie zowel de laatste twee stoffen als salpeterzuur synthetiseert, kan hexogeen geheel uit cokes, lucht en water worden gemaakt. Voor de bereiding zijn geen voedingsstoffen nodig of stoffen als benzol en toluol, die o.a. in vliegbenzine gebruikt worden.
11. PENTRIET
(= penta-erytriet-tetranitraat = PETN). Pentriet is een wit poeder, dat zowel tot explosieve verbranding als tot detonatie in staat is. Brisantie en gevoeligheid komen veel met hexogeen overeen en het kan ook geheel gesynthetiseerd worden. Pentriet ontstaat bij eenvoudige nitratie van penta-erytriet.
12. TETRYL
(= C.E. = trinitrophenyl-methylnitramine). In 1877 is door de Nederlander Mertens deze zeer brisante springstof gevonden. Het wordt technisch gewonnen door voorzichtige nitratie van dimethylaniline, een olie, die gemaakt wordt uit methylalkohol en aniline.
13. SLAGKWIK
(= mercurifulminaat). Slagkwik is het kwikzout van het instabiele knalzuur. Het wordt, in kleine hoeveelheden tegelijk, gemaakt door een zure oplossing van mercurinitraat (verkregen door kwik in overmaat salpeterzuur op te lossen) in alkolhol te schenken. De reactie verloopt heftig onder ontwikkeling van giftige gassen, maar door de verdamping van een deel van de alkohol, is koelwater nauwelijks nodig. Na afkoeling zéeft men de witte of grauwe kristallen van slagkwik en wast met water. Van onvoldoende gezuiverd slagkwik gaat het initiërend vermogen vrij sterk achteruit in de loop van enkele jaren. Bij te krachtig persen in de slagdop verliest slagkwik zijn gevoeligheid bijna geheel („doodpersen”). Slagkwik moet onder water bewaard worden.
14. LOODAZIDE
Dit loodzout van stikstofwaterstofzuur vormt zich bij langzaam toevloeien van een natriumazide-oplossing aan een loodacetaatoplossing. Het is belangrijk de vorming van grote kristallen van loodazide te voorkomen, daar reeds het breken van een groot kristal de detonatie kan inleiden. Alleen bij een zeer bepaalde werkwijze, die niettemin grote voorzichtigheid vereist, ontstaan loodazidekorrels van de gewenste vorm en grootte. Van loodazide is de stabiliteit en het inleidend vermogen groter dan van slagkwik. Het kan niet „doodgeperst” worden,
DR E. W. LINDEIJER
Lit.: H, Brunswig, Die Explosivstoffe (1923); T. L. Davis, The Chemistry of powder and explosives (1943); M. Meyer, The Science of Explosives (1943); A. Stettbacher, Spreng- und Schiesstoffe (1948).
(2, militair). Wat het gebruik betreft onderscheidt men de explosieve stoffen in voortdrijfmiddelen en springstoffen.
A. VOORTDRIJFMIDDELEN
Wordt de explosieve stof als voortdrijfmiddel gebruikt, dan mag de stof slechts explosief verbranden (z explosie). De gasvorming mag nl. niet te snel plaats hebben, daar alle gassen dan in een te kleine ruimte zouden ontstaan. In het geval van de uitdrijving van een projectiel uit een schietbuis zullen ook, nadat het projectiel in beweging is gekomen, nog gassen moeten worden gevormd. De maximum gasdruk zal daarom eerst ontstaan, nadat het projectiel een zeker gedeelte van de weg in de schietbuis heeft afgelegd. Het voortdrijfmiddel kan ook gebezigd worden voor raketaandrijving. Ook in dit geval moet de verbranding geleidelijk plaats hebben, opdat de uitstromende gassen het raketprojectiel gedurende het doorlopen van zijn baan de gewenste versnelling kunnen geven. In het eerste geval bevindt het voortdrijfmiddel zich in het schietwerktuig en in het tweede geval in het projectiel, zij het dan, dat dit projectiel op zich zelf ook dikwijls eerst met een voortdrijfmiddel uit een schietinrichting wordt afgevuurd. Een tussenvorm is het terugstootloze wapen, waarbij de verbrandingsgassen enerzijds het projectiel uit de schietbuis verdrijven, anderzijds de hierbij optredende reactiekracht leveren door ten dele volgens het straalbuisprincipe aan de open achterzijde het wapen te verlaten (Besooka en Pantservuist).
Vóór omstreeks 1900 gebruikte men als voortdrijfmiddel uitsluitend het zwarte of bruine buskruit. Dit gaf zeer veel rook en veel aanslag in het wapen en de verbranding er van liet zich niet goed regelen. Men gebruikt het nog wel bij saluutschoten (grote knal en veel rook) en in jachtpatronen, doch het is in de militaire techniek geheel verlaten. De zgn. reddingsvuurpijlen, die aan de kust in gebruik zijn, hebben nog het zwarte buskruit als voortdrijfmiddel. Voor het overige is het rookgevende buskruit geheel vervangen door het rookzwakke buskruit. Hiervan kent men in hoofdzaak twee soorten: nitrocellulosekruit of schietkatoenkruit en nitroglycerinekruit (Eng.: cordite en ballistite).
Het schietkatoenkruit wordt in hoofdzaak gebezigd voor de klein-kaliber wapens, zoals geweren en mitrailleurs, terwijl het nitroglycerinekruit, door zijn grotere energie-inhoud, in hoofdzaak toepassing vindt in kanonnen en raketten. Indien het kruitoppervlak tijdens de verbranding toeneemt, bijv. bij meervoudig doorboorde cylinders, spreekt men van progressief brandend kruit.
De hoge verbrandingstemperatuur (ruim 2000 gr. C.) van de meeste kruitsoorten (vooral nitroglycerinekruit) veroorzaakt een snelle uitslijting (erosie) van de schietbuis. Verder kunnen de hete gassen bij ontsnapping uit de vuurmond ontbranden aan de lucht (mondingsvlam), hetgeen de opstelling aan de vijand verraadt. Zelfs kan een vlam achteruit de vuurmond treden bij het openen van het sluitstuk na het schot (het na vlammen).
De verbrandingstemperatuur kan men lager houden, door nitroglycerine te vervangen door dinitrodiglycol of door nitroguanidine. Kalizouten worden veel als „vlamdemper” toegevoegd, hoewel dan meer rook ontstaat.
De ontsteking van een voortdrijfmiddel heeft plaats met behulp van een zgn. slagsas (bijv. een mengsel van slagkwik, kaliumchloraat en zwavelantimoon), dat door middel van een slag (bijv. van een slagpin) tot reactie gebracht kan worden. Hierdoor ontstaat een vuurstraal, die hetzij direct, hetzij via een zgn. aanvuurlading van zwart kruit de lading rookzwak kruit doet ontbranden. Bij een goede ontsteking zal het gehele oppervlak van het kruit bijna tegelijk ontbranden. Het slagsas bevindt zich gewoonlijk in het zgn. slaghoedje (klein kaliber), dan wel een ontstekingsdop (groot kaliber).
B. SPRINGSTOFFEN
Aan springstoffen stelt men de eis, dat de explosie in een veel kortere tijd verloopt, dan gewoonlijk bij een explosieve verbranding het geval is. De ideale vorm van explosie voor springstoffen is dan ook de detonatie (z explosie). Alleen van zwart buskruit is de verbrandingssnelheid groot genoeg om als springstof in steengroeven gebruikt te kunnen worden. Zoals hierboven is uiteengezet, bepalen in hoofdzaak de detonatiesnelheid en de gevoeligheid welke toepassing voor een gegeven springstof het meest geschikt is.
Belangrijk is een krachtige inleiding van de detonatie. Men maakt hiervoor gebruik van slagpijpjes of detonators. Deze bevatten één of meer initiaalstoffen (loodazide, loodtrizinaat, e.d.), benevens een vrij gevoelige springstof (tetryl, hexogeen, e.d.). Deze laatste geeft de inleiding door de initiaalstof in versterkte mate door. Hetzelfde geldt voor de tussenlading, die dus vergelijkbaar is met de aanvuurlading bij het ontsteken van kruit. Het slagpijpje wordt zelf electrisch, dan wel door een vlam tot detonatie gebracht, bijv. een vlam uit een slaghoedje of een vuurkoord.
Een der eerste springstoffen na zwart buskruit voor het vullen van granaten was pikrinezuur. Deze stof vormt echter, vooral in vochtige toestand, met metalen zeer gevoelige explosieve pikraten (loodpikraat, e.a.), die een ontijdige detonatie der gehele massa kunnen inleiden. Evenals schietkatoen, dat niet stabiel en niet smeltbaar is, is pikrinezuur bijna geheel door trotyl vervangen.
Trotyl kan in de projectielen zowel geperst als gegoten worden, is schokveilig en ongevoelig voor de meeste mechanische bewerkingen, zoals zagen, boren, enz. Steekt men het aan de lucht aan, dan brandt het ongeveer als kaarsvet, zonder te detoneren. Helaas moet men bij de bereiding uitgaan van benzol of toluol, stoffen die ook voor vliegtuigbenzine zeer gezocht zijn.
Pentriet en hexogeen zijn nog brisanter en krachtiger dan trotyl, maar ook gevoeliger. In granaten kunnen ze dan ook alleen gebruikt worden na flegmatisering (= minder gevoelig maken) door menging met trotyl en/of niet explosieve stoffen, zoals bijenwas. Pentriet wordt veel in slagsnoer gebruikt, d.i. een snoer met een kern van een springstof. Slagsnoer leidt men in met een slagpijpje. Zelf kan het andere springstoffen inleiden, zodat slagsnoer zeer geschikt is voor gelijktijdige inleiding van een groot aantal ladingen. Gedurende Wereldoorlog II hebben voor het eerst zgn. holle ladingen een ruime toepassing gevonden. In de naar het te vernielen object gekeerde zijde, is dan in de springstof een veelal kegelvormige holte uitgespaard. De inleiding heeft plaats aan de tegenoverliggende zijde. Bij detonatie wordt het effect van de drukstoot nu vooral geconcentreerd in de richting der kegelas. De hierdoor verhoogde, maar sterk plaatselijk vernielende werking wordt nog veel effectiever, wanneer men de binnenzijde der holte door een dunne laag metaal (1 à 3 mm) bedekt. Vooral mengsels van pentriet en trotyl (zgn. pentoliet) worden voor holle ladingen gebruikt.
Het gebruik van aluminiumhoudende springstofmengsels (in Duitsland hexoniet, in Engeland ammonal, torpex, e.a.) is eveneens gedurende Wereldoorlog II sterk toegenomen, vooral voor vliegtuigbommen, zee- en landmijnen en opruimingswerk.
LT. KOL. ART. B.D. F. A. J. DE KLERCK
Lit.: H. Brunswig, Die Explosivstoffe (1923); U. Gallwitz, Die Geschützladung (1944).
EXPLOSIEMOTOR
is een verouderde benaming voor de groep van verbrandingsmotoren, waarbij een mengsel van lucht en gasvormige of vloeibare brandstof in de arbeidscylinder wordt ontstoken, waarop een meestal explosieve, d.w.z. zeer snelle, verbranding volgt. Tegenwoordig vat men deze motoren samen onder de naam mengselmotoren, in tegenstelling met de inspuitmotoren, waarbij de brandstof pas na de compressie van de verbrandingslucht wordt toegevoegd en onmiddellijk verbrandt (z auto, gasmotor en luchtvaartmotoren).
