RDX: fyzikálne a chemické vlastnosti, metódy prípravy a používania

RDX alebo cyklotrimetylénnitrinitramin (C3H6N6O6) je silná výbušnina s vysokou hladinou pľuzgierov a prijateľnou úrovňou citlivosti. Hexogén je sekundárne (trhacie) typy výbušnín (IV). V súčasnosti je jedným z najpoužívanejších typov výbušnín. Vzťahuje sa na skupinu vysokoenergetických trhacích látok.

Najčastejšie sa používa hexogén pre rôzne vojenské potreby: zariadenia, mušle, bomby, bane, torpéda a iné munície. Okrem toho sa táto výbušnina používa pri trhacích prácach v priemysle, baníctve, tunelovaní a iných inžinierskych prácach. Hexogén sa tiež používa ako jedna zo zložiek tuhého raketového paliva.

Po prvýkrát sa hexogén syntetizoval na konci devätnásteho storočia v Nemecku, ale rozsiahla priemyselná výroba tejto výbušniny bola založená až počas druhej svetovej vojny. Počas tohto konfliktu bolo v Nemecku vyrobených viac ako 100 tisíc ton RDX.

Táto výbušnina má vynikajúce výbušné a trhacie vlastnosti, dostatočnú chemickú odolnosť a prijateľnú citlivosť. Preto nie je prekvapujúce, že hexogén je po TNT druhou najpopulárnejšou výbušnou látkou. Okrem toho je technológia výroby týchto výbušnín pomerne jednoduchá a pomerne lacná. Východiskom pre hexogén je kyselina dusičná a hexamín, ktoré sa získavajú z uhlia, vody a vzduchu. Preto výroba tejto výbušniny môže pomerne ľahko vytvoriť takmer akýkoľvek štát. Na základe vyššie uvedeného je zrejmé, že nie je také ľahké nájsť analóg hexogénu.

V polovici deväťdesiatych rokov jedna libra RDX stála od osem do dvanástich dolárov.

V Rusku sa názov tejto výbušniny stal všeobecne známym po tragických udalostiach roku 1999, kedy sa presne hexogén používal na vyhodenie obytných budov v Moskve a Volgodonsku.

Dnes existuje viac ako päť spôsobov, ako získať RDX, všetky sú vhodné na výrobu tejto výbušniny vo veľkom meradle.

Chemické a fyzikálne vlastnosti

RDX je tuhá látka, v normálnom stave agregácie, biely kryštalický prášok. Nemá ani chuť ani vôňu. Silný jed: táto látka ovplyvňuje ľudský nervový systém, hlavne mozog a môže spôsobiť anémiu a rôzne poruchy obehu.

Špecifická hmotnosť tejto výbušniny je 1,816 g / cm3 a molárna hmotnosť je 222,12 g / mol.

Hustota RDX sa rovná 1,8 g / cu. cm, bod vzplanutia je 220-230 ° C, rýchlosť výbuchu dosahuje 8380 m / s a ​​energia transformácie výbušnín je 1290 kcal / kg. Objem plynných produktov pre RDX je 908 l / kg a tlak v prednej časti rázovej vlny je 34,7 GPa. Brisance tohto typu výbušnín - 24 mm, vysoká výbušnosť - 470 ml.

TNT ekvivalent RDX je 1,6, z čoho vyplýva, že táto výbušnina je omnoho silnejšia ako TNT.

Hexogén je nehygroskopický, prakticky nerozpustný vo vode, málo chemicky aktívny. Nereaguje s kovmi, je slabo rozpustný v éteri, alkohole, toluéne, benzéne a chloroforme, trochu lepšie v DMF, acetóne a koncentrovaných kyselinách, octovej a dusičnej.

Kyselina sírová, alkalický hexogén sa rozkladá, to isté sa stáva s ním a pri zahrievaní. Teplota topenia tejto výbušniny je 204,1 ° C. Počas tohto procesu je citlivosť výbušnín značne zvýšená, a preto hexogén nie je roztavený, ale stlačený. Aj keď je táto výbušnina stlačená, je to tiež zlé, takže sa flegmatizuje v acetóne ešte pred spracovaním.

Hexogén horí dobre, popáleniny bez popálenia na otvorenom ohni explodujú pri rýchlom zahriatí. Má vysokú citlivosť na mechanické namáhanie, hlavne na šok. Zníženie citlivosti tejto výbušniny je zvyčajne flegmatizované.

Táto výbušnina je obzvlášť citlivá na detonáciu. Hexogén má značnú chemickú odolnosť, záručná doba skladovania v skladových podmienkach je 20 rokov.

História stvorenia

Prvá výbušná látka, s ktorou sa ľudstvo oboznámilo, bolo čierny dymový prášok. Presný dátum jeho vynálezu je neznámy, ale verí sa, že sa objavil v Číne už v 7. storočí nášho letopočtu. Pokiaľ budeme postupovať od tohto dátumu, malo by sa uznať, že ľudstvo potrebovalo o niečo viac ako tisíc rokov, aby vymyslelo druhý typ výbušniny.

Rýchly vývoj chémie a iných exaktných vied na konci XVIII. Storočia umožnil získať kyselinu pikrovú a prchavú ortuť. Najúspešnejšími pre chemikov, ktorí pracovali na vytvorení nových typov výbušnín, bolo XIX storočie. V roku 1847 sa prvýkrát syntetizoval nitroglycerín, na základe ktorého o niečo neskôr vytvoril Alfred Nobel dynamit. V roku 1863 boli najobvyklejšie v našich dňoch výbušniny získané - TNT.

Hexogen bol objavený na samom konci 19. storočia - v roku 1899 nemecký chemik Hans Genning. Navyše, tento objav bol urobený úplne náhodou. Vedec hľadal liek, ktorý by pomohol ľuďom so zápalom močových ciest, ktorý bol v tom čase už známy ako analóg urotropínu. Genning dúfal, že jeho látka bude liečiť ľudí ešte efektívnejšie. Ukázalo sa to však trochu inak.

Látka syntetizovaná nemeckým chemikom nebola vhodná na liečbu, pretože mala vážne vedľajšie účinky a lekári ju veľmi rýchlo opustili. O dvadsať rokov neskôr (v roku 1920) sa však ukázalo, že hexogén je najsilnejšia výbušnina, ktorá je veľmi vhodná na vojenské účely. Bola vynikajúcou silou pre TNT a jeho detonácia prekročila všetky druhy výbušnín, ktoré boli v tom čase známe. Spočiatku ani nedokázali určiť tryskanie tejto výbušniny, pretože to jednoducho roztrhlo štandardný olovený stĺpec, ktorý sa používa na určenie tejto charakteristiky. Výbuch hexogénu s hmotnosťou jedného kilogramu vedie k rovnakému zničeniu ako detonácia 1,25 kg TNT.

Po vojne sa okamžite zaujímalo niekoľko krajín: Veľká Británia, Nemecko, USA a ZSSR. Na začiatku 30. rokov minulého storočia už v týchto krajinách existovali kontinuálne zariadenia na výrobu RDX. Počas druhej svetovej vojny dosiahol stovky ton za deň, objavili sa niekoľko nových spôsobov syntézy tejto výbušniny.

Treba poznamenať, že remeselná výroba RDX je dosť ťažká, a preto teroristi či kriminálne štruktúry túto výbušninu často nepoužívajú na svoje vlastné účely. Skutočnosť, že hexogén bol použitý na bombové útoky na obytné budovy, ku ktorým došlo v Moskve a vo Volgodonsku, ako aj na iné teroristické činy v ruských mestách koncom deväťdesiatych rokov naznačuje buď zapojenie špeciálnych služieb do týchto udalostí, alebo úplné zničenie systému kontroly výbušnín látky.

Spôsoby, ako sa dostať

V súčasnosti existuje niekoľko spôsobov, ako získať RDX, všetky sú vhodné na priemyselnú výrobu tejto výbušniny.

Hlavnou surovinou pre výrobu RDX je hexamín, liek a látka, ktorú mnohí ľudia omylom nazývajú suchý alkohol.

Podľa Hertzovej metódy sa urotropín jednoducho ošetril (nitrátoval) koncentrovanou kyselinou dusičnou. Táto metóda mala niektoré nevýhody, z ktorých hlavným je pomerne malý výťažok výbušniny (asi 40%) a významná spotreba kyseliny dusičnej. Hoci je potrebné povedať, že Hertzova metóda sa používa dnes. Umožňuje príjem RDX veľmi vysokú kvalitu.

Neskôr boli vyvinuté ďalšie metódy na získanie RDX:

  • Metóda "K". Táto metóda bola prvýkrát použitá v Nemecku. Umožňuje výrazne zvýšiť množstvo výbušnín. Odlišuje sa od metódy Hertz pridaním dusičnanu amónneho do kyseliny dusičnej, ktorá neutralizuje reakčný vedľajší produkt, formaldehyd;
  • Metóda "KA". V tomto prípade sa hexogén získa v prítomnosti anhydridu kyseliny octovej. Pridá sa roztok dusičnanu amónneho v kyseline dusičnej a hexamín dinitrát;
  • Metóda "E". Táto metóda je tiež spojená s acetanhydridom. Hexogén sa získa interakciou dusičnanu amónneho s formaldehydom v acetanhydride;
  • Metóda "W". Táto metóda bola vyvinutá Wolframom v roku 1934. V dôsledku reakcie formaldehydu s draselnou soľou kyseliny sulfámovej sa získa "biela soľ", ktorá sa potom spracuje zmesou kyseliny sírovej a kyseliny dusičnej. Táto metóda dáva veľmi vysoký výťažok výbušniny - asi 80%;
  • Metóda Bachmann-Ross. Táto metóda je navrhovaná americkými chemikmi. Je to podobné ako "KA", ale pohodlnejšie a technologickejšie.

Použitie

Treba poznamenať, že v čistom tvare sa tento typ výbušnín prakticky nepoužíva, pretože môže byť nebezpečný pre samotných sapérov. Výnimkou sú len niektoré typy rozbušiek. Na vybavenie streliva, ako aj použitie v priebehu trhacích prác pri použití zmesi na báze hexogénu. Najčastejšie sa s TNT zasahuje, ale môžu existovať aj iné možnosti.

Napríklad TG-50 je zliatina, ktorá obsahuje 50% RDX a 50% TNT, TG-40 obsahuje 40% TNT a 60% RDX a TGA-16 obsahuje 60% TNT, 24% RDX, 3% hliníkový prášok. Svojimi vlastnosťami (vysoká výbušnosť a vysoká výbušnosť) sú tieto zmesi umiestnené medzi hexogénom a trotilom, pričom sa znižujú na čistý hexogén. Ak hovoríme o teplo výbuchu, zmes TGA-16 je najbližšia k hexogénu a podľa vysoko výbušného efektu - zmesi TG-50.

Jednou z najúspešnejších zmesí na báze hexogénu je hexal A-1X-2. Toto BB obsahuje 73% hexogén, hliníkový prášok a vosk, ktorý sa používa ako flegmatizér. Zvláštne, bol to jednoduchý sovietsky námorník, Jevgenij Ledin, ktorý ho vynašiel do jednej z tovární na výrobu výbušnín predtým, ako vojna vynašla túto výbušninu. Hexal má vynikajúce vlastnosti ako čistý hexogén. Navyše táto výbušnina nevybuchne ani po silnom údere, ktorý umožňuje použiť ju na vybavenie strelných strelných zbraní z námorného delostrelectva. Projektil naplnený hexalom nevybuchol, keď narazil do pancierovej lode, detonácia prebehla po prelomení.

Hexogén je tiež jednou zo zložiek plastovej výbušniny alebo, ako sa tiež nazýva, plastifikácia. Táto výbušnina je zmesou RDX a zmäkčovadla, ktorá z neho robí mäkký, ohybný a niekedy aj lepivý. Plastity sú celá skupina výbušnín, ktoré obsahujú zmesi, ktoré sa líšia obsahom zmäkčovadla a jeho typu. Existuje napríklad plastid pozostávajúci z 88 dielov RDX a 12 častí mazacieho oleja, iný bežný plastifikátor obsahuje 78% RDX a 12% živicového viažuceho plastifikátora. Plastit je pomerne drahá výbušnina, nie je používaná na vybavenie munície, spravidla sa používa na podkopávanie rôznych objektov: mosty, schránky, železničné koľaje, kovové konštrukcie. Plastity zahŕňajú americkú výbušninu C-4, ktorá je pre našich občanov známa vďaka početným akčným filmom v Hollywoode.

V posledných rokoch sa vo viacerých krajinách sveta začala vyrábať IRDX vo veľkom meradle - takzvaná RDX s nízkou citlivosťou, ktorej náchylnosť k pôsobeniu šokových vĺn je oveľa nižšia ako nárast štandardnej výbušniny.