eksplozivi, kemijski spojevi ili smjese spojeva u kojima se djelovanjem vanjskoga toplinskog ili mehaničkog impulsa može izazvati ekstremno brza kemijska reakcija pretvorbe uglavnom u plinovite produkte. Reakciju prati oslobađanje velike toplinske energije (do 7,5 MJ/kg) dovoljne da zagrije nastale produkte do nekoliko tisuća stupnjeva Celzija (do 6000 K). Zbog iznimno brzog nastajanja (do 100 dm³/μs) plinoviti se produkti ne mogu širiti postupno, nego su neposredno nakon završetka reakcije »zarobljeni« u početnome volumenu eksploziva. Visoka temperatura produkata i ograničeni volumen rezultiraju iznimno visokim tlakom (do 40 GPa), zbog čega dolazi do nagle ekspanzije produkata (eksplozije) i stvaranja udarnoga vala, odbacivanja, rušenja i razaranja okolnih objekata. Eksplozivi imaju široku primjenu u vojne svrhe (punjenje inicirajućih sredstava, granata i mina; kao pogonski materijal za izbacivanje projektila iz cijevi oružja i pogon raketa itd.) i u gospodarstvu (u rudarstvu i građevinarstvu, u industriji za zavarivanje, očvršćivanje, rezanje i oblikovanje metala, sintezu novih materijala djelovanjem udarnoga vala itd.), a iznimno i u umjetnosti (detonografija). Kadšto se nazivaju i eksplozivnim ili energetskim materijalom.









Ovisno o svojstvima eksploziva i načinu njegova iniciranja, eksplozivne se kemijske reakcije kroz eksploziv mogu prostirati dvama mehanizmima: gorenjem i detonacijom. Zajednički su obama procesima samoodrživost i postojanje uske zone kemijskih reakcija koja se prostire kroz eksploziv, a razlikuju se u načinu prijenosa energije iz reakcijske zone na dio eksploziva koji još nije zahvaćen reakcijom, te posljedično i u brzini prostiranja. Pri gorenju reakcijska zona prostire se kroz eksploziv podzvučnom brzinom, a energija se iz reakcijske zone prenosi provođenjem topline. Pri detonaciji se energija prenosi udarnim valom koji se, zajedno s reakcijskom zonom, prostire kroz eksploziv nadzvučnom brzinom.

Vrste eksploziva

Jaki eksplozivi su oni koji detoniraju, a slabi eksplozivi oni koji izgaraju. Između jakih i slabih eksploziva nema oštre granice jer neki eksplozivi mogu i izgarati i detonirati. S obzirom na osjetljivost, jaki se eksplozivi dijele na primarne (inicijalne) i sekundarne (brizantne).

Inicijalni eksplozivi su vrlo osjetljivi na vanjske impulse i uglavnom se rabe za iniciranje detonacije u brizantnim eksplozivima. Danas se kao inicijalni eksplozivi najviše rabe olovov azid, olovov stifnat i tetrazen, dok se živin fulminat više gotovo ne koristi. Brizantni eksplozivi rabe se za miniranje u rudarstvu i građevinarstvu (gospodarski eksplozivi) i u vojne svrhe (vojni eksplozivi). Neki od važnijih vojnih brizantnih eksploziva su pikrinska kiselina (PA), trinitrotoluen (TNT), pentrit (PETN), heksogen (ciklonit, RDX), oktogen (HMX), triamino trinitrobenzen (TATB), nitrogvanidin (NQ) itd. U gospodarske svrhe danas se uglavnom rabe eksplozivi na bazi amonijeva nitrata (AN), poput eksploziva ANFO (94% AN-a, 6% dizelskoga goriva) i emulzijski eksplozivi (mješavine u kojima je vodena otopina AN-a dispergirana u uljnoj fazi).

Baruti spadaju u skupinu slabih eksploziva. Topnički baruti (za ispaljivanje taneta iz vatrenog oružja) izrađuju se od nitroceluloze (jednobazni), nitroceluloze i nitroglicerina (dvobazni), nitroceluloze, nitroglicerina i nitrogvanidina (trobazni), nitroceluloze, nitroglicerina i nitramina (modificirani dvobazni). Raketni baruti (pogonsko gorivo raketa) su ili dvobazni ili na bazi amonijeva perklorata i polimernog veziva (kompozitni), ponekad uz dodatak nitramina i aluminija u prahu.

U posebnu skupinu spadaju pirotehničke smjese koje izgaranjem proizvode svjetlosni i zvučni efekt, toplinu, obojeni dim i plamen, plin itd. Prema kemijskom sastavu pirotehničke smjese su mješavine goriva (magnezij, aluminij, bor, cirkonij, sumpor, mliječni šećer, titan, metalni hidridi i sl.) i oksidansa (nitrati, klorati, perklorati, oksidi, peroksidi, kromati i sl.). Njima se dodaju različite tvari radi stvaranja boje, tvari koje djeluju kao modifikatori brzine izgaranja, veziva, sredstva za zaštitu od vlage i sl. (→ pirotehnika; sv. 1)

Povijest eksploziva

Pojavi prvih kemijskih eksplozivnih tvari prethodila je pojava različitih zapaljivih smjesa još u predantičko doba. Zapaljiva smjesa poznata pod nazivom grčka vatra rabila se u Bizantskom Carstvu od VII. st., a pretpostavlja se da je bila izrađena od nafte, sumpora i prirodne smole. Crni barut, smjesa kalijeva nitrata (oko 75%), sumpora (oko 10%) i drvenog ugljena (oko 15%), najstarija je eksplozivna tvar. Smatra se da je izumljen u Kini sredinom IX. st., a u Europi je njegov sastav prvi put objelodanio Roger Bacon 1260. Sve do izuma dinamita, crni barut bio je jedini eksploziv i rabio se u vojne i gospodarske svrhe. U XVII. i XVIII. st. sintetizirani su amonijev nitrat (1654., Johann Rudolf Glauber), živin fulminat (1690., Johann Kunkel) i pikrinska kiselina (1799., Jean-Joseph Welter), no počeli su se rabiti kao eksplozivi tek u XIX. st. Era brizantnih eksploziva počela je polovicom toga stoljeća, nakon izuma nitroceluloze (1846., Christian Friedrich Schönbein) i nitroglicerina (1847., Ascanio Sobrero). Dvadesetak godina kasnije (1867) Alfred Bernhard Nobel patentirao je dinamit (mješavinu od 75% nitroglicerina i 25% infuzorijske zemlje), a 1875. i razornu (praskavu) želatinu (92% nitroglicerina i 8% niskonitratne nitroceluloze) koji su potpuno istisnuli crni barut i prevladavali sve do polovice XX. st. Do kraja XIX. st. sintetizirani su TNT (1863., Julius Wilbrand), tetril (1877., Karel Hendrik Mertens), pentrit (1894) i heksogen (1899., Georg Friedrich Henning). Iznimno je važan razvoj detonatora na bazi živina fulminata (1863., A. B. Nobel) čime se omogućilo pouzdano i učinkovito iniciranje brizantnih eksploziva. Prvi barut na bazi nitroceluloze, tzv. bezdimni barut, izrađen je 1886 (Paul Vieille), a dvije godine kasnije izrađeni su i baruti na bazi nitroceluloze i nitroglicerina pod nazivima balistit (1888., A. B. Nobel) i kordit (1889., Frederick Abel). Pikrinska kiselina je eksploziv koji je prvi zamijenio barut kao punjenje projektila (od 1885. u Francuskoj pod nazivom melinit i u Velikoj Britaniji od 1888. pod nazivom lidit). Početkom XX. st. pikrinska se kiselina počela zamjenjivati TNT-om (1902. u Njemačkoj, 1912. u SAD-u). Tijekom II. svj. rata razvijale su se smjese TNT-a s heksogenom i pentritom. U tom je razdoblju prvi put sintetiziran oktogen (1943., Werner E. Bachmann). Nakon II. svj. rata nastavljen je ubrzan razvoj mnogobrojnih eksploziva.

Eksplozivi u Hrvatskoj

U Hrvatskoj se proizvodnja vojnih eksploziva do danas nije razvila u većoj mjeri, ali je proizvodnja gospodarskih eksploziva u pojedinim razdobljima dosezala znatne razmjere. Tako je između dvaju svjetskih ratova proizvodnja tih eksploziva iznosila i do 700 vagona (7000 t) na godinu. Nositelj proizvodnje bilo je Dioničko društvo za kemijsku industriju Titanit iz Zagreba, osnovano 1919., koje je 1922. pustilo u pogon tvornicu gospodarskog eksploziva u Mahičnu kod Karlovca. Tvornica je proizvodila nekoliko tipova eksploziva Titanit i imala je koncesiju za opskrbljivanje cjelokupnog područja Jugoslavije, zapošljavajući do 300 radnika. Uz asortiman svojih proizvoda prodavala je i različiti pribor za rudarstvo, dinamo-električne upaljače, rudarske kapsule, strojeve za paljenje i štapine (fitilje). Tvornica je zapala u financijske teškoće nakon svjetske krize 1929., a 1937. država joj je ukinula koncesiju. Godinu dana nakon toga zatvorena je.

U Ličkome Osiku je 1950. osnovana tvornica za proizvodnju minobacačkih mina i topničkih granata, koja je od 1954. nosila ime → Marko Orešković Lika (MOL) (sv. 1). Eksploziv za ugradnju u mine i granate nije se proizvodio u samoj tvornici, već se dobavljao iz drugih tvornica u sklopu vojne industrije tadašnje države. Tvornica je djelovala do početka 1990-ih. Početkom Domovinskoga rata na području RH nije bilo ni jedne tvornice za proizvodnju eksploziva. Zbog embarga na uvoz eksploziva u razdoblju 1991–94., razvijena je izradba olovnog azida na laboratorijskoj razini te nekih brizantnih eksploziva (TNT, PETN, RDX i HMX) na razini pilot-postrojenja. Nakon završetka rata ta je proizvodnja u potpunosti obustavljena. Tvrtka ATIR d. o. o. iz Zagreba, koja je 1991. pokrenula proizvodnju pirotehničkih sredstava za vojne i gospodarske svrhe, djeluje i danas.







Tijekom Domovinskoga rata i neposredno nakon njega pokrenuta je proizvodnja gospodarskih ANFO eksploziva u nekoliko manjih poduzeća: Geotehna Varaždin (1990), AN-FO 93 iz Zagreba (1993), Eksplo-promet iz Imotskoga (1993), Geomin iz Beletinca (1994), Croex iz Splita (2007) i Elmech-Razvoj iz Gotalovca (1991), koji je razvio i proizvodnju emulzijskih eksploziva. Poduzeće Maxam Detines (2001) iz Mahova kraj Siska počelo je 2001. proizvodnju neelektričnoga sustava za iniciranje i udarnih cjevčica.