мини|Знак за опасност од експлозивних материја према одлуци 67/548/-{EWG}- Европског хемијског бироа. thumb|right|280px|Демонстрација експлозивних својстава три различита експлозива. Сваки експлозив је постављен на мермерној основи и инициран је усијаним дрвеним штапом. Експлозив (или експлозивни материјал) су једињења или смесе реактивне супстанце које садрже велику количину потенцијалне енергије која може произвести експлозију ако се изненада ослободи, обично праћену производњом светлости, топлоте, звука и притиска. Процес веома брзог стварања топлотне и механичке енергије уз ослобађање гасова назива се експлозија. Експлозивно пуњење је измерена количина експлозивног материјала, која може бити састављена само од једног састојка или мешавина која садржи најмање две супстанце.
Потенцијална енергија присутна у експлозивном материјалу може да буде:
Хемијска енергија, као што је она присутна у нитроглицерину или прашини зрна Гас под притиском, као у гасном цилиндру, аеросол боци или течност под притиском Нуклеарна енергија, као у фисилним изотопима уранијум-235 и плутонијум-239
Експлозију прате звук, светлост, механичко дејство и сличне појаве, које остављају снажан утисак на човека. Сагоревањем 1 -{kg}- петролеума ослобађа 46.000 kЈ, ако се сагоревање врши на пример у лампи ова енергија се постепено преноси у околину, без икаквог механичког дејства. Међутим, ако се помеша 1 -{kg}- петролеума са довољном количином течног кисеоника и паљење изврши иницијалном капислом, настаће велика експлозија у којој се тренутно (хиљадити део секунде) ослобађа око 46.000 -{kЈ}-, температуре достиже и до , изазива се и притисак од око по квадратном центиметру (подразумева се да ударни талас има разорно дејство).
Основна разлика између хемијских експлозива од осталих запаљивих материја је у томе што се кисеоник потребан за сагоревање налази у молекулима у виду нитро или хидратне, хлоратне или перхлоратне групе, при чему треба знати да присуство интерних гасова смањује број калорија ослобођених при експлозији.
Експлозивни материјали се могу категорисати по брзини којом се шире. Материјали који детонирају (у којима се фронт хемијске реакције креће кроз материјал брже од брзине звука) се сматрају „високо експлозивним”, а материјали који дефлагрирају „ниско експлозивним”. Експлозиви се могу исто тако категорисати по њиховој сензитивности то јест осетљивости. Сензитивни материјали који могу да буду иницирани релативно малом количином топлоте или притиска су примарни експлозиви, а материјали који су релативно неосетљиви су секундарни или терцијарни експлозиви.
Широк опсег хемикалија може да експлодира; мањи број се специфично производи да би се користили као експлозиви. Преостали су сувише опасни, сензитивни, токсични, скупи, нестабилни, или склони декомпозицији или дезинтеграцији током кратких временских периода.
У контрасту с тим, неки материјали су само запаљиви или горљиви, ако горе без експлозија. Разлика међутим није потпуно јасна. Поједини материјали као на пример — прашина, прах, гас, или испарљиве органске течности — могу једноставно да буду запаљиве или горљиви у уобичајеним условима, а постају експлозивни у специфичним ситуацијама или облицима, као што су распршени ваздушни облаци, или затварање или изненадно ослобађање.
Историјски развој
Историја хемијских експлозива се поистовећује са историјом барута. Током династије Танг у 9. веку, таоистички кинески алхемичари су покушавали да пронађу еликсир бесмртности. Један од исхода њихових настојања је било откриће црног барута 1044. године, који је био израђен од угља, шалитре и сумпора. Барут је био прва форма хемијских експлозива и до 1161, Кинези су први пут користили експлозиве на бојном пољу. Кинези су користили експлозиве у салвама које су испаљиване из бамбусних или бронзаних цеви, које су биле познате као бамбусове петарде (крекере). Кинези су такође убацивали живе пацове унутар бамбусних ватрених крекера за отварање ватре према непријатељским положајима, чиме су остваривали велике психолошке последице – застрашујући непријатељске војнике и узрокујући панику међу коњичким трупама.
Човек је доста дуго развијао и проучавао експлозиве, заједно са могућностима њихове практичне примене. Историјски гледано, првим прототипом модерног експлозива може се сматрати тзв. "Грчка ватра"; ауторство овог проналаска се приписује Грку по имену Калиникос, а датум настанка композиције је 667. године нове ере. Наведену супстанцу су касније користили различити древни народи Европе и Блиског истока, међутим, током историје, рецепт за њену производњу је изгубљен; претпоставља се да се „грчка ватра“ састојала од: сумпора, смоле, соли и живог креча.
Карактеристика овог експлозива је да се интензитет пожара повећао када се покушао угасити пламен изазван водом. Нешто касније, 682. године, у Кини су развијени први прототипови црног барута, који су укључивали шалитру, сумпор и дрвени угаљ; Мешавина је у почетку коришћена у пиротехници, а затим је добила војни значај.
Што се тиче европских земаља, барут је почео да се помиње у историјским документима од 13. века (око 1250. године), иако историчари немају прецизних података о томе ко је тачно био проналазач овог експлозива. Међу могућим кандидатима за специјализоване студије помињу се имена, посебно Бертолд Шварц и Роџер Бекон, а италијански стручњаци сматрају да прву употребу барута треба повезати са градом Болоњом почетком века (1216).
Постоје и информације да су овај експлозив у кинеској верзији користили монголски освајачи под вођством Џингис-кана, који су га користили да поткопају зидове тврђаве током опсаде. Ова чињеница омогућава неким истраживачима да тврде да се барут првенствено користио за стварање експлозивног оружја, а тек онда - ватреног оружја. Нешто касније, почетком 14. века, дотични експлозив је нашао примену у артиљерији, омогућавајући бацање граната из топова; познато је да су крајем истог века, 1382. године, коришћени топови против трупа кана Тохтамиша, које су опседале Москву. Поред тога, појава првих примерака топова такође датира из 14. века: барутни топови су први пут коришћени у Русији 1389. године, такође током одбране Москве. Иако се барут првенствено користио у војним пословима, настојало се да се способности овог експлозива прилагоде у мирољубиве сврхе: на пример, у првој трећини 17. века у Мађарској (према другим изворима – у Словачкој) прво је тестиран у рударству, а затим се одговарајућа технологија проширила и на изградњу путева и тунела. Отприлике у исто време почела је да се савладава и технологија производње артиљеријских граната, односно опремање артиљеријских топовских кугли барутним пуњењем.
Традиционални црни барут је неколико векова остао не само једина врста барута, већ и генерално једини експлозив познат човеку, иако су у том периоду учињени одређени покушаји да се он побољша. У Русији је, на пример, релевантна истраживања спровео М. В. Ломоносов, који је средином 18. века припремио специјализовано научно дело - „Дисертацију о рођењу и природи шалитре“ (1749); у овом раду је прво описано и научно протумачено експлозивно разлагање барута. Паралелно, слична питања су у Француској проучавали хемичари А.Л. Лавоисиер и Ц.Л. Бертхоллет, који су до почетка последње четвртине истог века развили формулу за хлоратни барут; у његовом саставу, уместо шалитре, коришћена је со калијум хлорида („Бертолетова“). Међутим, црни барут је наставио да се користи у војсци све до друге половине 19. века, где се активно користио углавном за опремање артиљеријских погонских пуњења, експлозивних граната, у изградњи подземних рудника итд.
Следећа фаза у развоју експлозива везана је за крај 18. века, када је откривено „експлозивно сребро“, које се одликовало прилично високим степеном опасности за то време. Истовремено, 1788. године добијена је пикринска киселина, која је нашла примену у производњи артиљеријских граната. Научни консензус приписује откриће „живиног фулмината“ британском истраживачу Е. Хауарду (1799), али постоје подаци о његовом проналаску још крајем 17. века. Упркос чињеници да његова способност детонације није детаљно проучавана, са становишта својих главних карактеристика, живин фулминат је имао одређене предности у односу на традиционални црни прах крајем прве трећине 19. века. Затим, мешањем дрвета са азотном и сумпорном киселином добија се пироксилин, који је такође додавао у арсенал познатих експлозива и служио за стварање бездимног барута. Године 1847. италијански хемичар А. Собреро је први синтетисао нитроглицерин, чији је проблем нестабилности и несигурности касније делимично решио А. Нобел проналаском динамита. Године 1884. француски инжењер П. Виел предложио је рецепт за бездимни барут. У другој половини века створен је низ нових експлозива, посебно ТНТ (1863), хексоген (1897) и неки други, који су нашли активну употребу у производњи оружја. Међутим, њихова практична употреба постала је могућа тек након проналаска руског инжењера Д.И. Андријевског 1865. године и шведског проналазача А.Нобела 1867. године детонаторске каписле на бази живиног фулмината. Пре појаве овог хемијског елемента то јест бризантног примарног експлозива, домаћа традиција коришћења нитроглицерина уместо црног барута током операција минирања ослањала се на експлозивни режим сагоревања. Са открићем феномена детонације, високи експлозиви су почели да се широко користе у војне и индустријске сврхе.
Међу индустријским експлозивима, динамити су у почетку били широко коришћени према патентима А. Нобела, затим пластични експлозиви и мешани експлозивни састављени од нитроглицерина у праху. Вреди нагласити да су прве патенте за неке рецепте за експлозиве од амонијум нитрата добили И. Норбин и И. Олсен (Шведска) 1867. године, али је њихова практична употреба за муницију и индустријске сврхе пала током Првог светског рата. Пошто се овај тип експлозива показао много сигурнијим и економичнијим од традиционалног динамита, његова употреба у индустријским применама значајно је порасла од 1930-их. У Другом светском рату је дошло до екстензивне употребе нових експлозива (погледајте експлозиви кориштени током Другог светског рата). После Великог отаџбинског рата, на територији Совјетског Савеза, једињења за минирање амонијум нитрата (у почетку у облику фино диспергованих амонита) постала су доминантна врста индустријског експлозива. У иностранству, процес масовног преопремања индустрије са динамита на експлозив од амонијум нитрата почео је око 50-их година 20. века, а касније су они били замењени моћнијим експлозивима као што су Ц-4 и -{PETN}-. Међутим, Ц-4 и -{PETN}- реагују са металом и лако се пале, мада су за разлику од TNT-а, водоотпорни и савитљиви. revised ed., Rowman & Littlefield Publishing Group, Lanham, MD
Од 70-их година 20. века, главни тип индустријског експлозива постао је најједноставнији састав зрнатих и водених формулација амонијум нитрата, који не садрже нитро једињења или друге појединачне експлозиве. Поред њих, користе се и смеше са нитро једињењима. Експлозивни састави фино диспергованог амонијум нитрата задржали су одређени практични значај, пре свега за опремање борбених патрона и за извођење неких специфичних врста минирања. Појединачни експлозиви, углавном ТНТ, и даље се користе. Осим тога, користе се за дуготрајно пуњење поплављених бунара у чистом облику (гранулотол) и у саставу различитих високо водоотпорних смеша (гранула и суспензија), и још увек се користе за извођење радова на бушењу дубоких нафтних бушотина.
Хронологија
1190. п. н. е. – Тројанске трупе користиле су запаљива средства против грчке морнарице. 500-470. п. н. е. – у тактици Кинеза Фау Ли Јена описана је употреба камених кугли и запаљивих лопти приликом опсаде градова. 160-122. п. н. е. – Кинези пронашли црни барут, смесу 76,2% калијум-нитрата, 15,4% дрвеног угља и 8,4% сумпора. 222. год. – Римљани почели да користе у поморским биткама, запаљиву смесу израђену од негашеног креча и асфалта која се палила у додиру са водом.