Шосткинський інститут Сумського державного університету
Реферат
з дисципліни «Машини на апарати вибухових речовин»
Тема: «Властивості гексогену його виробництво та застосування у промисловості»
Виконав: студент 3 курса ХМзт-91ш
Стегній.Єгор.Сергійович.
Перевірив: Башневський. В.В.
Шостка 2022
Зміст
Вступ
Гексоген (циклотриметилентринітрамін, RDX, T4) - (CH2) 3N3 (NO2) 3, потужна вторинна (бризантна) вибухова речовина. Чутливість до удару займає середнє положення між тетрилом та ТЕНом.
Щільність заряду - 1,77 г/см3. Швидкість детонації – 8360 м/сек, тиск у фронті ударної хвилі – 33,8 ГПа, фугасність – 470 мл, бризантність – 24 мм, обсяг газоподібних продуктів вибуху – 908 л/кг. Температура спалаху - 230 ° C, температура плавлення - 204,1 °. Теплота вибуху – 1370 ккал/кг, теплота згоряння – 2307 ккал/кг.
Рис.1 - Гексоген
Фізичні властивості
Гексоген — белый кристаллический порошок. Без запаха, вкуса, сильный яд. Удельный вес — 1,8 г/см³, молярная масса — 222,12 г/моль. Нерастворим в воде, плохо растворим в спирте, эфире, бензоле, толуоле, хлороформе, лучше — в ацетоне, ДМФА, концентрированной азотной и уксусной кислотах. Разлагается серной кислотой, едкими щелочами, а также при нагревании.
Плавится гексоген при температуре 204,1 °C с разложением, при этом чувствительность его к механическим воздействиям сильно повышается, поэтому его не плавят, а прессуют. Плохо прессуется, поэтому, чтобы его лучше спрессовать, гексоген флегматизируют в ацетоне.
Рис.2 - Хімічний склад
Історія
Гексоген отримав свою назву на вигляд його структурної хімічної формули. Вперше його синтезував у 1890-х роках німецький хімік та інженер, співробітник прусського військового відомства Ленце.
Гексоген за хімічним складом близький до відомих ліків уротропіну, що використовується для лікування інфекцій сечовивідних шляхів. Тому спочатку гексоген зацікавилися переважно фармацевти. В 1899 Ганс Геннінг (Hans Henning) взяв патент на один із способів його виробництва, сподіваючись, що гексоген виявиться ще кращими ліками, ніж уротропін. Проте, в аптеки гексоген не потрапив, оскільки вчасно з'ясувалося, що він є найсильнішим отрутою.
Лише 1920 року Герц показав, що гексоген є сильне вибухове речовина, далеко перевершує тротил. За швидкістю детонації він випереджав решту відомих тоді вибухівки, а визначення його бризантної здатності звичайним методом було неможливо, тому що гексоген розбивав стандартний свинцевий стовпчик.
Герц взяв на свій відносно простий спосіб отримання гексогену англійський патент, і негайно в Англії, а потім і в інших країнах почалися посилені дослідження нової речовини та розгорнулося будівництво заводів. У роки Другої світової війни гексоген поступався за масштабами виробництва лише тротилу, а наш час входить до складу багатьох бойових та промислових вибухових речовин.
Високі вибухові параметри, простота і надійність у користуванні, а також відносно широке поширення гексогену викликають постійний до нього інтерес з боку учасників збройних конфліктів, а також терористичних організацій. Одержання гексогену в кустарних умовах важко, тому нелегальне поширення гексогену пов'язано як із таємними операціями державних структур промислово розвинених держав, і з діяльністю різних кримінальних кіл, зокрема й міжнародних. Послаблення систем тотального контролю за виробництвом і застосуванням ВР у Росії інших державах, які раніше входили до складу СРСР, призвело до того, що з 1990-х років гексоген був одним з компонентів бомб, що застосовувалися при вибухах житлових будинків у Росії та інших терактів. Нерідко в кримінальних вибухах застосовуються гексогеновмісні пластичні вибухові речовини (Норд-Ост, вибухи автомобілів у громадських місцях).
Отримання
Метод Герца (1920) полягає в безпосередньому нітруванні гексаметилентетраміну (уротропіну, (CH2)6N4) концентрованої азотної кислоти (HNO3):
Виробництво гексогену за цим методом велося у Німеччині, Англії та інших країнах на установках безперервної дії. Метод має ряд недоліків, головні з яких:
мінімальний вихід гексогену по відношенню до сировини (35-40%);
велика витрата азотної кислоти.
У середині XX століття було розроблено низку промислових методів виробництва гексогену.
Метод "К". Розроблений у Німеччині Кноффлером. Метод дозволяє підвищити вихід гексогену проти методом Герца рахунок додавання в азотну кислоту нітрату амонію, який взаємодіє з побічним продуктом нітрування — формальдегідом.
Метод "КА". За методом "КА" гексоген виходить у присутності оцтового ангідриду. У рідкий оцтовий ангідрид дозується динітрат уротропіну та розчин аміачної селітри в азотній кислоті.
Метод "Е". Ще один оцтовоангідридний метод, за яким гексоген виходить взаємодією пара-формальдегіду з аміачною селітрою серед оцтового ангідриду.
Метод "W". Розроблений у 1934 році Вольфрамом. За цим методом формальдегід при взаємодії з калієвою сіллю сульфамінової кислоти дає так звану «білу сіль», яка при обробці сірчано-азотної кислоти утворює гексоген. Вихід за цим методом досягає 80% за сировиною.
Спосіб Бахмана-Росса. Розроблено у США. Метод близький до методу «КА», але за рахунок застосування двох розчинів - уротропіну в оцтовій кислоті та аміачної селітри в азотній кислоті процес значно технологічніший і зручніший.
Застосування
Застосовують для виготовлення детонаторів (у тому числі детонаційних шнурів) спорядження боєприпасів та для вибухових робіт у промисловості, як правило, у суміші з іншими речовинами (тротилом тощо), а також з добавкою флегматизаторів (парафіну, воску, церезину) , що зменшують небезпеку вибуху гексогену від випадкових причин Наприклад, широко відома С-4 – це 91% гексогену, 2,25% вістанексу, 5,31% діоктилсебацинату та 1,44% рідкого мастила.
У чистому вигляді використовується для спорядження капсулів-детонаторів, і, будучи найсильнішим отрутою, для боротьби з тарганами (ним користуються працівники заводів, на яких він виробляється).
Також використовується як компонент ракетного палива, незважаючи на те, що гексоген менш стабільний і дає менший імпульс, ніж нітротріазолон.
Висновок
На підставі цього я зрозумів, що гексоген потужна вторична (бризантна) вибухова речовина. Чутливість до удару займає середнє положення між тетрилом та ТЕНом.
Список літератури
О.Ю.Орлова ХІМІЯ І ТЕХНОЛОГІЯ бризантових вибухових речовин.