RDX: φυσικές και χημικές ιδιότητες, μέθοδοι παρασκευής και χρήσης

RDX ή κυκλοτριμεθυλενιτρινιτραμίνη (C3H6Ν6Ο6) είναι ένα ισχυρό εκρηκτικό με υψηλό επίπεδο φουσκάλων και αποδεκτό επίπεδο ευαισθησίας. Το Hexogen είναι ένας δευτερεύων (εκρηκτικός) τύπος εκρηκτικών (IV). Σήμερα είναι ένας από τους πιο χρησιμοποιημένους τύπους εκρηκτικών. Αναφέρεται σε μια ομάδα ανατινάξεων υψηλής ενέργειας.

Συχνά χρησιμοποιείται εξωγενές για διάφορες στρατιωτικές ανάγκες: κελύφη εξοπλισμού, βόμβες, ορυχεία, τορπίλες και άλλα πυρομαχικά. Επιπλέον, αυτό το εκρηκτικό χρησιμοποιείται κατά τη διάρκεια επιχειρήσεων ανατινάξεων στη βιομηχανία, στην εξόρυξη, στη σήραγγα και σε άλλα έργα μηχανικής. Το Hexogen χρησιμοποιείται επίσης ως ένα από τα συστατικά του στερεού καυσίμου πυραύλων.

Για πρώτη φορά, συντέθηκε εξόγονο στα τέλη του 19ου αιώνα στη Γερμανία, αλλά η μεγάλης κλίμακας βιομηχανική παραγωγή αυτού του εκρηκτικού δημιουργήθηκε μόνο κατά τη διάρκεια του Δευτέρου Παγκοσμίου Πολέμου. Κατά τη διάρκεια αυτής της σύγκρουσης, περισσότεροι από 100 χιλιάδες τόνοι RDX παράχθηκαν μόνο στη Γερμανία.

Το εκρηκτικό αυτό έχει εξαιρετικές εκρηκτικές και εκρηκτικές ιδιότητες, επαρκή χημική αντοχή και αποδεκτή ευαισθησία. Επομένως, δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι το hexogen είναι το δεύτερο πιο δημοφιλές εκρηκτικό μετά την TNT. Επιπλέον, η τεχνολογία παραγωγής αυτών των εκρηκτικών είναι σχετικά απλή και αρκετά φθηνή. Το υλικό εκκίνησης για εξόγονο είναι νιτρικό οξύ και εξαμίνη, τα οποία λαμβάνονται από άνθρακα, νερό και αέρα. Ως εκ τούτου, η παραγωγή αυτού του εκρηκτικού μπορεί εύκολα να δημιουργήσει σχεδόν οποιαδήποτε κατάσταση. Βάσει των προαναφερθέντων, γίνεται σαφές ότι δεν είναι τόσο εύκολο να βρεθεί ένα ανάλογο του εξογόνου.

Στα μέσα της δεκαετίας του 1990, μια λίβρα RDX κοστίζει από οκτώ έως δώδεκα δολάρια ΗΠΑ.

Στη Ρωσία, το όνομα αυτού του εκρηκτικού έγινε ευρέως γνωστό μετά τα τραγικά γεγονότα του 1999, όταν χρησιμοποιήθηκε ακριβώς εξόγονο για να ανατινάξει οικιστικά κτίρια στη Μόσχα και το Βολγκοντόνσκ.

Σήμερα, υπάρχουν περισσότεροι από πέντε τρόποι για να αποκτήσετε RDX, όλοι τους είναι κατάλληλοι για παραγωγή μεγάλης κλίμακας αυτού του εκρηκτικού.

Χημικές και φυσικές ιδιότητες

Το RDX είναι μια στερεή ουσία, στην κανονική κατάσταση συσσωμάτωσης, μια λευκή κρυσταλλική σκόνη. Δεν έχει ούτε γεύση ούτε μυρωδιά. Ισχυρό δηλητήριο: αυτή η ουσία επηρεάζει το ανθρώπινο νευρικό σύστημα, κυρίως τον εγκέφαλο και μπορεί να προκαλέσει αναιμία και διάφορες διαταραχές του κυκλοφορικού συστήματος.

Το ειδικό βάρος αυτού του εκρηκτικού είναι 1,816 g / cm3 και η γραμμομοριακή μάζα είναι 222,12 g / mol.

Η πυκνότητα RDX ισούται με 1,8 g / cu. cm, το σημείο ανάφλεξης είναι 220-230 ° C, η ταχύτητα έκρηξης φτάνει τα 8380 m / s και η ενέργεια εκρηκτικού μετασχηματισμού είναι 1290 kcal / kg. Ο όγκος των αερίων προϊόντων για RDX είναι 908 l / kg και η πίεση στο μπροστινό μέρος του κύματος κλονισμού είναι 34,7 GPa. Brisance αυτού του τύπου εκρηκτικών - 24 mm, υψηλή εκρηκτικότητα - 470 ml.

Το ισοδύναμο TNT του RDX είναι 1,6, από το οποίο γίνεται σαφές ότι αυτό το εκρηκτικό είναι πολύ πιο ισχυρό από το TNT.

Το Hexogen είναι μη υγροσκοπικό, πρακτικά αδιάλυτο στο νερό, λίγο χημικά ενεργό. Δεν αντιδρά με μέταλλα, είναι ελάχιστα διαλυτή σε αιθέρα, αλκοόλη, τολουόλιο, βενζόλιο και χλωροφόρμιο, ελαφρώς καλύτερη σε DMF, ακετόνη και συμπυκνωμένα οξέα, οξικό και νιτρικό.

Το θειικό οξύ, το αλκαλικό εξόγονο αποσυντίθεται, το ίδιο συμβαίνει μαζί του και όταν θερμαίνεται. Το σημείο τήξης αυτού του εκρηκτικού είναι 204,1 ° C. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, η ευαισθησία των εκρηκτικών αυξάνεται σημαντικά, επομένως, το εξόγονο δεν τήκεται, αλλά πιέζεται. Παρόλο που πιέζεται αυτό το εκρηκτικό, είναι επίσης κακό, έτσι ώστε να είναι φλεγματισμένο σε ακετόνη πριν την επεξεργασία του.

Το Hexogen καίει καλά, καίγεται χωρίς υπολείμματα σε ανοικτή φωτιά, εκρήγνυται με γρήγορη θέρμανση. Έχει υψηλή ευαισθησία στη μηχανική καταπόνηση, ιδιαίτερα για σοκ. Η μείωση της ευαισθησίας αυτού του εκρηκτικού συνήθως φλέγεται.

Αυτό το εκρηκτικό είναι ιδιαίτερα ευαίσθητο στην έκρηξη. Το Hexogen έχει σημαντική χημική αντοχή, η περίοδος εγγύησης για την αποθήκευση σε συνθήκες αποθήκης είναι 20 χρόνια.

Ιστορία της δημιουργίας

Η πρώτη εκρηκτική ουσία με την οποία γνώρισε η ανθρωπότητα ήταν η σκόνη μαύρου καπνού. Η ακριβής ημερομηνία της εφεύρεσής του είναι άγνωστη, αλλά πιστεύεται ότι εμφανίστηκε στην Κίνα ήδη από τον VII αιώνα μ.Χ. Αν προχωρήσουμε από αυτήν την ημερομηνία, θα πρέπει να αναγνωριστεί ότι χρειάστηκε η ανθρωπότητα λίγο περισσότερο από χίλια χρόνια για να εφεύρει το δεύτερο είδος εκρηκτικού.

Η ταχεία ανάπτυξη της χημείας και άλλων ακριβών επιστημών στα τέλη του 18ου αιώνα επέτρεψε την απόκτηση πικρικού οξέος και πτητικού υδραργύρου. Το πιο επιτυχημένο για τους χημικούς που εργάστηκαν για τη δημιουργία νέων τύπων εκρηκτικών, ήταν ο 19ος αιώνας. Το 1847 συντέθηκε αρχικά η νιτρογλυκερίνη, με βάση την οποία λίγο αργότερα, ο Alfred Nobel δημιούργησε το δυναμίτη. Το 1863, οι πιο συνηθισμένες στις μέρες μας αποκτήθηκαν εκρηκτικά - TNT.

Το Hexogen ανακαλύφθηκε στα τέλη του 19ου αιώνα - το 1899 από το γερμανικό χημικό Hans Genning. Επιπλέον, αυτή η ανακάλυψη έγινε εντελώς τυχαία. Ένας επιστήμονας ψάχνει για ένα φάρμακο που θα βοηθούσε τους ανθρώπους με φλεγμονή του ουροποιητικού συστήματος, ένα ανάλογο της ουροτροπίνης που ήταν ήδη γνωστό εκείνη τη στιγμή. Ο Genning ελπίζει ότι η ουσία του θα αντιμετωπίσει ακόμα πιο αποτελεσματικά τους ανθρώπους. Ωστόσο, αποδείχθηκε λίγο διαφορετικά.

Η ουσία που συνθέτει ο γερμανικός χημικός δεν ήταν κατάλληλη για θεραπεία, επειδή είχε σοβαρές παρενέργειες και οι γιατροί την εγκατέλειψαν πολύ γρήγορα. Ωστόσο, είκοσι χρόνια αργότερα (το 1920), αποδείχθηκε ότι το hexogen είναι το ισχυρότερο εκρηκτικό που είναι πολύ κατάλληλο για στρατιωτικούς σκοπούς. Ήταν ανώτερος στην εξουσία στην TNT, και ο ρυθμός έκρηξης της ξεπέρασε όλους τους τύπους εκρηκτικών που ήταν γνωστοί εκείνη τη στιγμή. Αρχικά, δεν μπορούσαν να καθορίσουν ούτε την εκτόξευση αυτού του εκρηκτικού, επειδή απλώς έσπασαν την πρότυπη στήλη μολύβδου, η οποία χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό αυτού του χαρακτηριστικού. Η έκρηξη εξογόνου με μάζα ενός κιλού οδηγεί στην ίδια καταστροφή με την έκρηξη 1,25 kg TNT.

Μετά από αυτό, οι στρατιωτικοί ενδιαφέρθηκαν αμέσως σε αρκετές χώρες: τη Μεγάλη Βρετανία, τη Γερμανία, τις ΗΠΑ και την ΕΣΣΔ. Στις αρχές της δεκαετίας του 1930 υπήρχαν ήδη σε αυτές τις χώρες συνεχείς εγκαταστάσεις για την παραγωγή RDX. Κατά τη διάρκεια του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου, έφτασε εκατοντάδες τόνους την ημέρα · αρκετοί νέοι τρόποι σύνθεσης αυτού του εκρηκτικού εφευρέθηκαν.

Πρέπει να σημειωθεί ότι η παραδοσιακή παραγωγή RDX είναι μάλλον δύσκολη, επομένως, τρομοκράτες ή εγκληματικές δομές δεν χρησιμοποιούν συχνά αυτό το εκρηκτικό για τους δικούς τους σκοπούς. Το γεγονός ότι το εξόγονο χρησιμοποιήθηκε για βομβιστικές επιθέσεις κατοικιών που σημειώθηκαν στη Μόσχα και το Βολγκοντόνσκ, καθώς και για άλλες τρομοκρατικές πράξεις στις ρωσικές πόλεις στα τέλη της δεκαετίας του 1990, δείχνει είτε τη συμμετοχή ειδικών υπηρεσιών σε αυτά τα γεγονότα είτε την πλήρη καταστροφή του συστήματος ελέγχου των εκρηκτικών ουσίες.

Τρόποι για να πάρετε

Επί του παρόντος, υπάρχουν διάφοροι τρόποι για την απόκτηση RDX, όλοι τους είναι κατάλληλοι για τη βιομηχανική παραγωγή αυτού του εκρηκτικού.

Η κύρια πρώτη ύλη για την παραγωγή RDX είναι η εξαμίνη, ένα φάρμακο και ουσία που πολλοί άνθρωποι αποκαλούν λανθασμένα ξηρό οινόπνευμα.

Σύμφωνα με τη μέθοδο Hertz, η ουροτροπίνη απλά κατεργάστηκε (νιτρωμένη) με πυκνό νιτρικό οξύ. Αυτή η μέθοδος είχε μερικά μειονεκτήματα, το κύριο των οποίων είναι μια σχετικά μικρή απόδοση εκρηκτικών (περίπου 40%) και σημαντική κατανάλωση νιτρικού οξέος. Παρόλο που πρέπει να ειπωθεί ότι η μέθοδος Hertz χρησιμοποιείται σήμερα. Επιτρέπει τη λήψη RDX πολύ υψηλής ποιότητας.

Αργότερα, αναπτύχθηκαν και άλλες μέθοδοι απόκτησης RDX:

  • Μέθοδος "K". Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στη Γερμανία. Σας επιτρέπει να αυξήσετε σημαντικά την ποσότητα των εκρηκτικών. Διαφέρει από τη μέθοδο Hertz με την προσθήκη νιτρικού αμμωνίου σε νιτρικό οξύ, το οποίο εξουδετερώνει το παραπροϊόν της αντίδρασης, τη φορμαλδεΰδη.
  • Μέθοδος "KA". Σε αυτή την περίπτωση, το εξόγονο λαμβάνεται παρουσία οξικού ανυδρίτη. Προστίθεται διάλυμα νιτρικού αμμωνίου σε νιτρικό οξύ και δινατρικού εξαμερούς.
  • Μέθοδος "E". Αυτή η μέθοδος σχετίζεται επίσης με οξικό ανυδρίτη. Το Hexogen λαμβάνεται με την αλληλεπίδραση νιτρικού αμμωνίου με φορμαλδεΰδη σε οξικό ανυδρίτη.
  • Μέθοδος "W". Αυτή η μέθοδος αναπτύχθηκε από τον Wolfram το 1934. Ως αποτέλεσμα της αντίδρασης της φορμαλδεΰδης με το άλας καλίου του σουλφαμικού οξέος, λαμβάνεται ένα "λευκό άλας", το οποίο κατόπιν υποβάλλεται σε επεξεργασία με ένα μίγμα θειικού και νιτρικού οξέος. Αυτή η μέθοδος δίνει μια πολύ υψηλή απόδοση εκρηκτικών - περίπου 80%.
  • Bachmann-Ross. Αυτή η μέθοδος προτείνεται από αμερικανικούς χημικούς. Είναι παρόμοιο με το "KA", αλλά πιο βολικό και τεχνολογικό.

Χρήση του

Πρέπει να σημειωθεί ότι στην καθαρή μορφή αυτού του τύπου εκρηκτικών ουσιών δεν χρησιμοποιείται πρακτικά, καθώς μπορεί να είναι επικίνδυνη για τους ίδιους τους σαπουνάδες. Εξαιρέσεις είναι μόνο μερικοί τύποι πυροκροτητών. Για πυρομαχικά εξοπλισμού, καθώς και για χρήση κατά την εκτόξευση με τη χρήση μείγματος βασισμένου σε εξόγονο. Τις περισσότερες φορές παρεμβαίνει μαζί με την TNT, αλλά μπορεί να υπάρχουν και άλλες επιλογές.

Για παράδειγμα, το TG-50 είναι κράμα που περιέχει 50% RDX και 50% TNT, το TG-40 περιέχει 40% TNT και 60% RDX και το TGA-16 περιέχει 60% TNT, 24% RDX, 3% σκόνη αργιλίου. Με τις ιδιότητές τους (υψηλή εκρηκτικότητα και υψηλή εκρηκτικότητα), αυτά τα μίγματα εντοπίζονται ανάμεσα σε εξόγονο και τροτύλιο, υποβιβάζοντας σε καθαρό εξόγονο. Αν μιλάμε για τη θερμότητα της έκρηξης, τότε το μίγμα του TGA-16 είναι πιο κοντά στο εξόγονο, και σύμφωνα με το υψηλό εκρηκτικό αποτέλεσμα - το μίγμα του TG-50.

Ένα από τα πλέον επιτυχημένα μίγματα που βασίζονται σε εξόγονο είναι το εξαλ Α-1Χ-2. Αυτό το ΒΒ περιέχει 73% εξωγόνο, σκόνη αλουμινίου και κηρό, το οποίο χρησιμοποιείται ως φλεγματιστής. Περιέργως, ήταν ένας απλός σοβιετικός ναύτης, Yevgeny Ledin, ο οποίος εφευρέθηκε σε ένα από τα εργοστάσια εκρηκτικών πριν από τον πόλεμο εφευρέθηκε αυτό το εκρηκτικό. Το Hexal είναι ανώτερο από το καθαρό εξόγονο στα υψηλά εκρηκτικά χαρακτηριστικά του. Επιπλέον, αυτό το εκρηκτικό δεν εκρήγνυται ακόμη και από ένα ισχυρό χτύπημα, το οποίο καθιστά δυνατή τη χρήση του για τον εξοπλισμό βλήματος διάτρησης βλήματα του ναυτικού πυροβολικού. Το βλήμα γεμάτο με hexal δεν έκρηγε όταν χτύπησε τη θωράκιση του πλοίου, η έκρηξη έλαβε χώρα μετά τη διάσπασή του.

Το Hexogen είναι επίσης ένα από τα συστατικά του πλαστικού εκρηκτικού ή, όπως αποκαλείται επίσης, πλαστίτης. Αυτό το εκρηκτικό είναι ένα μείγμα RDX και ενός πλαστικοποιητή, το οποίο το καθιστά μαλακό, εύπλαστο και μερικές φορές κολλώδες. Τα πλαστίτ είναι μια ολόκληρη ομάδα εκρηκτικών, τα οποία περιλαμβάνουν μείγματα που διαφέρουν ως προς την περιεκτικότητα του πλαστικοποιητή και του τύπου του. Για παράδειγμα, υπάρχει ένας πλαστίτης αποτελούμενος από 88 μέρη RDX και 12 μέρη λιπαντικού ελαίου, ένα άλλο κοινό πλαστίτη περιέχει 78% RDX και 12% ρητινώδη πλαστικοποιητή δέσμευσης. Το Plastite είναι ένα αρκετά ακριβό εκρηκτικό, δεν χρησιμοποιείται για να εξοπλίσει πυρομαχικά, κατά κανόνα, χρησιμοποιείται για να υπονομεύσει διάφορα αντικείμενα: γέφυρες, πυροσβεστικά σπίτια, σιδηροτροχιές, μεταλλικές κατασκευές. Οι πλαστίτες περιλαμβάνουν το αμερικανικό εκρηκτικό C-4, το οποίο είναι γνωστό στους πολίτες μας χάρη σε πολλές ταινίες δράσης του Χόλιγουντ.

Τα τελευταία χρόνια, σε πολλές χώρες του κόσμου έχει ξεκινήσει μεγάλης κλίμακας παραγωγή IRDX - η αποκαλούμενη RDX χαμηλής ευαισθησίας, της οποίας η ευαισθησία σε δράση κύματος σοκ είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή ενός τυποποιημένου εκρηκτικού.