Динамі́т (від — «сила»; , ) — бризантні вибухові суміші на основі нітрогліцерину з поглиначем та іншими домішками. Нітрогліцерин в чистому вигляді дуже небезпечний і незручний для застосування. Тому для широкого використання цієї потужної вибухівки були знайдені тверді абсорбенти, просочування яких нітрогліцерином робило його відносно безпечним для зберігання і використання. Крім абсорбенту, динаміт може містити й інші речовини. Вся маса зазвичай спресовується в циліндричну форму і поміщається у паперову чи пластикову упаковку-патрон. Підрив заряду здійснюється з допомогою капсуля-детонатора.
Динаміт був запатентований Альфредом Нобелем 1867 рокуНобель отримав патенти на свої винаходи в Англії 7 травня 1867 р. та в Швеції 19 жовтня 1867 р. Schück & Sohlman (1929), p. 101. і до середини XX століття його використовували як основну вибухову речовину у гірничій справі. Через високу чутливість до механічних впливів, високої токсичності та вогню, в 60-х рр. XX ст. частково замінений на безпечніші і менш токсичні порошкоподібні гранульовані вибухові речовини та водовмісні пластичні аміачно-селітряні вибухові речовини.
Динаміти складаються з нітроефіру (нітрогліцерину або динітрогліколю), вміст яких не менше 40 % з різними домішками (деревне борошно, кізельгур тощо) і нітроцелюлози. Розрізняють динаміти: пластичні (гримучі драглі, желатин-динаміти), напівпластичні, порошкоподібні.
Історія
Відкриття нітрогліцерину
Нітрогліцерин відкрив у 1846 році італійський хімік Асканіо Собреро, опублікувавши своє відкриття наступного року. Речовина виявилася сильною вибухівкою, але дуже небезпечною у використанні. Для його виробництва було збудовано декілька заводів. Російський хімік Микола Зінін та його помічник досліджували нітрогліцерин та шукали безпечні способи його застосування. Їхнім учнем був молодий Альфред Нобель.
Починаючи з 1859 року, Альфред Нобель, його батько і молодший брат ставили у Швеції експерименти над вибуховим рідким нітрогліцерином, намагаючись знайти оптимальні способи його виробництва і застосування в промисловості. В 1863 році вони виявили, зокрема, що детонацію нітрогліцерину можна викликати підривом гримучої ртуті, що спростило його практичне використання і привело до винайдення Нобелем вдосконаленого капсуля-детонатора, який застосовують й досі, — цю розробку деякі автори оцінюють навіть вище, ніж винайдення динаміту. Альфред Нобель також винайшов спосіб промислового неперервного отримання нітрогліцерину в інжекторі, що змішує гліцерин та азотну кислоту.
Винайдення динамітів
За широко поширеною легендою, початок винайденню динаміту було покладено випадковим відкриттям у 1866 році: пляшки, в яких нітрогліцерин був призначений до перевезення, були укладені в кременисту землю (кізельгур), причому одна з пляшок дала течу, частина нітрогліцерину витекла і була поглинута кременистою землею. Нобель нібито звернув увагу на те, що отриманий змочений нітрогліцерином кізельгур не виділяє рідини навіть при сильному стисненні, а при підриві капсулем гримучої ртуті вибухає з силою, яка лише незначно поступається чистому нітрогліцерину в кількості, поглинутій кременистою землею.
Насправді ж Нобель, з метою спростити застосування нітрогліцерину, розпочав у 1864 році широкомасштабні дослідження матеріалів, які поглинали нітрогліцерин, випробувавши послідовно папір, порох, тирсу, вату, вугілля, гіпс, цегляний пил та інші матеріали. До кінця року було виявлено, що найкращі результати дає кізельгур, на якому Нобель і зупинився. Увесь 1865 рік пішов на вдосконалення складу і методу виробництва вибухівки, а в 1866 році динаміт був представлений публіці. Сам Нобель спростовував легенду: Я безумовно ніколи не помічав жодного випадкового витікання нітрогліцерину в кізельгурову упаковку в такій кількості, щоб утворити пластичний або хоча б вологий матеріал, і ідея такої випадковості винайдена, мабуть, тими, хто приймає припущення за реальність. Що насправді привернуло мою увагу до використання інфузорної землі для динаміту, так це її надмірна легкість у сухому вигляді, що свідчить, очевидно, про її велику пористість. Отже, динаміт з'явився не в результаті випадковості, а тому, що я з самого початку бачив недоліки рідкої вибухівки та шукав способи їм протидіяти. Ця розробка Нобеля виявилася надзвичайно важливою: вона давала можливість повністю відмовитися від використання нітрогліцерину в рідкому вигляді. Поглинута порошкоподібними поглиначами, ця вибухова речовина стала набагато безпечнішою у використанні. Винахід був одразу оцінений сучасниками: уже в 1868 році Альфред Нобель та його батько були нагороджені Золотою медаллю Шведської академії наук «За заслуги у використанні нітрогліцерину як вибухової речовини».
Речовини-поглиначі, просочені нітрогліцерином, були названі «динамітами», і в 1867 році А. Нобель отримав патент на приготування так званого «кізельгур-динаміту», або, інакше, «гур-динаміту», який містив від 30 до 70 % нітрогліцерину.
Поширення динамітів + Виробництво динаміту Рік Об'ємвиробництва, т 1867 11 1868 20 1869 156 1870 370 1871 848 1872 1570 1873 4100 1874 6240 1875 8000 В 1867 році А. Нобель запропонував динаміт для артилерійських снарядів, але спеціальна комісія, призначена для випробування цієї пропозиції, дійшла до висновків, що для цього динаміт непридатний, оскільки не гарантує достатньої безпеки.
В 1868 році полковник запропонував свій порошкоподібний магнезіальний динаміт, який складався з 75 % нітрогліцерину і 25 % вуглекислої магнезії як поглинача. Того ж року в Кронштадті було виготовлено 18 пудів такого динаміту, який дав при випробуванні хороші результати. Цей динаміт свого часу використовували у США під назвою Magnesia powder.
Якщо в 1867 році єдина фабрика Нобеля по виробництву динаміту випустила всього 11 тонн, то через сім років більше півтори десятки заводів Нобеля виробляли вже тисячі тонн динаміту в рік, переважно для потреб гірничої промисловості. При впровадженні динаміту в практику часто виникали курйози, оскільки серія відомих вибухів нітрогліцерину на початку—в середині 1860-х років спричинила те, що деякі країни заборонили виробництво і перевезення нітрогліцериновмісних матеріалів. У таких країнах динаміт часто відправляли в копальні під виглядом порцеляни чи скла, а у Великій Британії, де така заборона діяла з 1869 по 1893 роки, Нобелю довелося її обходити, побудувавши великий динамітний завод в Глазго — під шотландською юрисдикцією, і доставляючи динаміт не залізницями, а гужовим транспортом.
Під час франко-пруської кампанії у 1870—1871 роках німці для спорядження підводних мін використовували , який складався з 50 % нітрогліцерину, 30 % нітрованої деревини і 20 % калієвої селітри, а як підривні патрони німецькі інженерні війська використовували так званий літофрактор — особливий вид динаміту, який містив 52—70 % нітрогліцерину, 30—25 % кізельгуру і невелику кількість кам'яного вугілля, селітри і сірки.
Успіхи німців у застосуванні динаміту при підриві фортець і мостів стимулювали французів до початку його використання, чому до цього опиралося державне Управління порохів і селітр, що мало монополію на виробництво вибухових речовин у Франції. В результаті в ту ж війну динаміти були взяті на озброєння і у французьких військах, і в 1870—1871 роках у Франції були побудовані дві державні і одна приватна динамітні фабрики, потім, зрештою, знов закриті до 1875 року. 1871 року динаміти з'явилися і в австрійських інженерних військах.
Розширення виробництва супроводжувалося вибухами на фабриках: так, у 1870 році в Німеччині їх було 6, 14 січня 1871 року під час вибуху в Празі загинуло 10 осіб, а 8 квітня 1872 року вибухнув динамітний завод в Альт-Бероу (Сілезія).
В 1875—1879 роки в Росії проводилися досліди з «целюлозо-динамітом» Трауцля. Досліди велися в і Варшаві. Цей динаміт містив 70 % нітрогліцерину і поглинач, який складався з 29,5 % деревно-паперової маси і 0,5 % соди.
Винайдення і поширення желатин-динамітів
У 1875 році А. Нобель, намагаючись покращити динаміт, знов повернувся до дослідів з піроксиліном як поглиначем, і, порізавши палець, звернув увагу на те, що близький родич піроксиліну, який використовували для закриття ран — колодій, утворює желатиноподібні суміші з багатьма органічними розчинниками. Нобель кинувся в лабораторію і, написавши попередньо про всяк випадок заповіт, за ніч отримав перший зразок гримучих драглів — суміші нітрогліцерину з колодієм. Так були винайдені спосіб желатинізації нітрогліцерину і, відповідно, желатиновані динаміти.
Виготовлятися промислово желатин-динаміти почали в Англії з 1878 року, а в континентальній Європі з 1880. Спочатку ці динаміти не набули широкого поширення, оскільки їх перші зразки з часом ексудували нітрогліцерин («запотівали» ним) і тому не були достатньо безпечними, але ця проблема була вирішена в Англії у 1887 році, і відтоді гримучі драглі та желатиновані динаміти набули широкого поширення в гірничій справі, значно розширивши можливі обсяги вибухових робіт. Так, застосування цих динамітів при будівництві 15-кілометрового Великого Сен-Готтардського тунелю, прокладеного у твердому граніті, дозволило закінчити тунель на три роки раніше від початкових розрахунків. Спорудження інших більших тунелів через Альпи: Мон-Сеніського (12 км), Арльберзького (10 км) і Симплонського (19 км) — також потребувало інтенсивного використання динаміту. Важливими перевагами желатинованих динамітів було те, що вони вибухали, не залишаючи твердих залишків, мали більшу силу вибуху і зовсім не боялися води — і тому були придатні для підводних вибухових робіт. Для оболонок патронів з гримучих драглів використовували рослинний пергамент.
Антигризутні запобіжні динаміти XIX століття — це століття вугілля. Його видобування було однією з головних задач гірничої промисловості. В той же час воно було достатньо небезпечним: вибухи пороху, що використовували для прокопу вугільних шахт і роздроблення вугільних пластів, утворювали багато отруйних газів і через тривале відкрите полум'я часто спричинювали вибухи рудникового газу і вугільного пилу, які забирали життя гірників. Винайдення нових безпечніших вибухових речовин для вугільної промисловості було першочерговою задачею, тому динаміти відразу були успішно протестовані в кам'яновугільних копальнях Анна-Марія (Північна Вестфалія) під керівництвом німецького інженера Менцеля.
Корисна дія динаміту була більша, ніж в пороху, а швидкість детонації — вища, що і зумовило його більшу безпечність. Застосування пороху, однак, продовжувалося ще довго з комерційних міркувань, оскільки він слабше дробив вугілля. Гурдинаміт і желатиновані динаміти, однак, не вирішили проблему безпечності до кінця, тому наступним кроком стали дослідження шляхів подальшого вдосконалення безпечності для використання в шахтах — або, як це назвали на Світовому конгресі прикладної хімії 1906 року, антигризутності (від — метан, основний компонент рудникового газу) — вибухових речовин.
Перш за все дослідники звернули увагу на полум'я вибуху. Спроби оточити заряд водою, просочуючи нею оболонку або вміщуючи його в патрон, залитий водою, практично не мали успіху. Наприкінці 1870-х—на початку 1880-х років найбільші європейські держави створили спеціальні антигризутні комісії, які займалися дослідною перевіркою займистих властивостей різних вибухових речовин і сертифікували їх для використання в шахтах різної небезпечності.
Успіхом стала перша теплова теорія антигризутності, розроблена на основі експериментів по займанню метано-повітряних сумішей французькими вченими-членами антигризутної комісії і Анрі Луї Ле Шательє. Вони виявили, що є мінімальна температура спалаху суміші, а затримка спалахування падає з температурою: від близько 10 с при мінімальній температурі 650 °C до практично миттєвого спалахування при 2200 °C. З цього було зроблено висновок, що рудниковий газ вибухати не буде, якщо температура газів при детонації буде меншою 2200 °C — це обмежує склад вибухової речовини;