Hva er heksogen: sammensetning av materie, produksjon, anvendelse, kraft

Innholdsfortegnelse:

Hva er heksogen: sammensetning av materie, produksjon, anvendelse, kraft
Hva er heksogen: sammensetning av materie, produksjon, anvendelse, kraft
Anonim

Hva er RDX? På grunn av det faktum at forskjellige navn brukes på dette stoffet i forskjellige land, er det ikke så enkelt å svare på dette spørsmålet som det ser ut ved første øyekast. TNT RDX er et eksplosiv i en C-4 plasteksplosivpose. RDX er stabil i lagring og regnes som et av de mest energiske og kraftige militære eksplosivene.

RDX pulver
RDX pulver

Andre navn og historikk

RDX er også kjent, men mindre vanlig, som cyclonite, RDX (spesielt på engelsk, fransk, tysk), T4 og kjemisk som cyclotrimethylenetrinitramine. På 1930-tallet begynte Royal Arsenal, Woolwich forskning på syklonitt for bruk mot tyske ubåter, som ble bygget med tykkere skrog. Målet var å utvikle eksplosiver mer energisk enn TNT. Av sikkerhetsgrunner k alte Storbritannia syklonittforskningsinstituttet Explosive Research Department (R. D. X.). Begrepet RDX dukket oppi USA i 1946. De vet ikke hva heksogen er, fordi dette ordet for RDX brukes nesten utelukkende på russisk. Første offentlige referanse i Storbritannia til navnet RDX eller R. D. X. å bruke det offisielle navnet dukket opp i 1948; sponsorene var den administrerende kjemikeren, ROF Bridgewater, Chemical Research and Development, Woolwich og direktør for Royal Munitions, Explosives; igjen, dette stoffet ble ganske enkelt k alt RDX.

Application

Bombeflyet som ble brukt i Daidusters Raid inneholdt 6600 pund (3000 kg) Torpex. Tallboy- og Grand Slam-bombene designet av Wallis brukte også Torpex.

RDX antas å ha blitt brukt på mange bomber, inkludert terroristbomber.

RDX ble brukt av begge sider i andre verdenskrig. USA produserte rundt 15 000 tonn per måned under andre verdenskrig og Tyskland rundt 7000 tonn per måned. RDX hadde den store fordelen av å ha mer eksplosiv kraft enn TNT som ble brukt i første verdenskrig, og det krevde ingen ekstra råvarer for å lage den.

Klumper av RDX
Klumper av RDX

Åpning

Hexogen ble opprettet i 1898 av Georg Friedrich Henning, som mottok et tysk patent (patent nr. 104280) for sin fremstilling ved nitrolyse av heksamin (heksametylentetramin) med konsentrert salpetersyre. Dette patentet nevnte stoffets medisinske egenskaper; tre andre tyske patenter mottatt av Henning i 1916 beskrev imidlertid heksogen somstoff egnet for bruk i røykfrie drivmidler. Det tyske militæret begynte å forske på bruken av det i 1920, og refererte til det som RDX. Resultatene av forskning og utvikling ble ikke publisert før Edmund von Hertz, beskrevet som en østerriksk og senere tysk statsborger, mottok et britisk patent i 1921 og et amerikansk patent i 1922. Begge patentsøknadene ble undersøkt i Østerrike. Britiske patentsøknader inkluderte produksjon av RDX-eksplosiv ved nitrering, bruk med eller uten andre eksplosiver, som sprengladning og som detonator. Den amerikanske patentsøknaden var for bruk av en hul eksplosiv enhet som inneholdt RDX og en detonatorhette som inneholdt RDX. På 1930-tallet utviklet Tyskland forbedrede metoder for produksjon av RDX.

tredje rike

Under andre verdenskrig brukte Tyskland navnene W S alt, SH S alt, K-metoden, E-metoden og KA-metoden for ulike typer RDX. Disse navnene representerte identifikatorene for utviklerne av de forskjellige kjemiske rutene for RDX. W-metoden ble utviklet av Wolfram i 1934 og ga RDX kodenavnet "W-Salz". Han brukte sulfaminsyre, formaldehyd og salpetersyre. SH-Salz (SH s alt) ble hentet fra Schnurr, som utviklet en batchprosess for syntese av heksogen i 1937-1938. basert på heksaminnitrolyse. K-metoden fra Keffler innebar å tilsette ammoniumnitrat i prosessen med å lage eksplosiver. E-metoden utviklet av Ebel viste seg å være identisk med de som er beskrevet ovenfor.metoder.

Eksplosive prosjektiler avfyrt av MK-108-kanonen og R4M-rakettstridshodet, brukt i Luftwaffe-jagerflyet som offensive våpen, brukte RDX som deres eksplosive base. Leseren kan se RDX-formelen på bildet nedenfor.

RDX-molekyler
RDX-molekyler

UK

I Storbritannia (Storbritannia) ble RDX produsert fra 1933 av forskningsavdelingen ved pilotanlegget ved Royal Arsenal i Woolwich, London, og ved det større pilotanlegget bygget ved RGPF W altham Abbey nær London i 1939. I 1939 ble et to-komponent industrianlegg designet for å bli installert på en ny 700 mål stor (280 ha) tomt, ROF Bridgwater, vekk fra London, og RDX-produksjonen startet i byen Bridgwater på ett sted i august 1941.

ROF Bridgwater-anlegget brukte både ammoniakk og metanol som råstoff: metanolen ble omdannet til formaldehyd og noe av ammoniakken ble omdannet til salpetersyre, som ble konsentrert i RDX-produksjonen. Resten av ammoniakken ble omsatt med formaldehyd for å gi heksamin. Heksaminanlegget ble bygget av Imperial Chemical Industries. Den inkluderte noen funksjoner basert på data fra USA (USA). RDX ble laget ved kontinuerlig å tilsette heksamin og konsentrert salpetersyre til en avkjølt blanding av heksamin og salpetersyre i en nitrator. Sammensetningen av RDX endret seg ikke. RDX ble renset og behandlet som tiltenkt; ble også restaurert oggjenbruk av metanol og salpetersyre. Heksaminnitrerings- og RDX-behandlingsanleggene har blitt duplisert for å gi en viss forsikring mot produkttap på grunn av brann, eksplosjon eller luftangrep.

Storbritannia og det britiske imperiet kjempet uten allierte mot Nazi-Tyskland til midten av 1941 og måtte være selvforsynt. På den tiden (1941) hadde Storbritannia kapasitet til å produsere 70 tonn (71 t – 160 000 pund) RDX per uke; både Canada og USA ble ansett som kunder for forsyninger av ammunisjon og eksplosiver, inkludert RDX. I 1942 er RAFs årlige behov beregnet til å ha vært 52 000 tonn (53 000 tonn) RDX, hvorav de fleste kom fra Nord-Amerika (Canada og USA). Modellen til RDX-formelen er på bildet nedenfor.

Modell av heksogenmolekyler
Modell av heksogenmolekyler

Canada

I Canada har de lenge visst hva heksogen er. Her i landet ble det funnet og brukt en annen metode for å produsere dette sprengstoffet, muligens ved avdelingen for kjemi ved McGill University. Denne metoden var basert på reaksjonen av paraformaldehyd og ammoniumnitrat i eddiksyreanhydrid. En britisk patentsøknad ble laget av Robert W alter Schiessler (Pennsylvania State University) og James Hamilton Ross (McGill, Canada) i mai 1942; Det britiske patentet ble utstedt i desember 1947. Gilman hevder at den samme produksjonsmetoden ble uavhengig oppdaget av Ebel i Tyskland før Schiessler og Ross, men dette var ikke kjent for de allierte. Urbansky gir detaljer omfem produksjonsmetoder, og han omtaler denne metoden som den (tyske) E-metoden. Nå er det ikke bare mer effektive metoder for produksjonen, men faktisk er stoffer mye kraftigere enn heksogen.

USA

På begynnelsen av 1940-tallet hadde de største amerikanske eksplosivprodusentene, E. I. Pont de Nemours & Company og Hercules, mange års erfaring med produksjon av trinitrotoluen (TNT) og var motvillige til å eksperimentere med nye eksplosiver. Den amerikanske hæren hadde samme syn og ønsket å fortsette å bruke TNT. RDX ble testet av Picatinny Arsenal i 1929 og ble ansett som for dyrt og for følsomt. Sjøforsvaret foreslo å fortsette bruken av ammoniumpikrat. I motsetning til dette mente National Defense Research Committee (NDRC), som besøkte Royal Arsenal, Woolwich, at det var behov for nye eksplosiver. James B. Conant, styreleder for avdeling B, ønsket å fortsette forskning på dette området. Dermed opprettet Conant et eksplosiveksperimentelt laboratorium ved Bureau of Mines, Brussel, Pennsylvania, ved å bruke fasilitetene til Office of Research and Development (OSRD). Bruken av RDX var hovedsakelig militær.

RDX-eksplosjon
RDX-eksplosjon

I 1941 besøkte et britisk Tizard-oppdrag den amerikanske hæren og marineavdelingene, og noe av informasjonen inkluderte detaljer om Woolwich-metoden for å produsere RDX (RDX) og stabilisere den ved å blande den med bivoks. Storbritannia ba USA og Canada sammen levere 220 tonn (440 000pund) RDX per dag. Beslutningen ble tatt av William P. P. Blandy, sjef for Bureau of Ammunition, og det ble besluttet å ta i bruk RDX for bruk i miner og torpedoer. Gitt det umiddelbare behovet for RDX, bygget den amerikanske kampenheten, på Blandys forespørsel, et anlegg som umiddelbart kopierte utstyret og prosessen som ble brukt i Woolwich. Resultatet av dette var Wabash Ordnance Guard under E. I. du Pont de Nemours & Company. På den tiden var det største salpetersyreanlegget i verden involvert i disse arbeidene. Woolwich-prosessen var dyr; for hvert pund RDX tok det 11 pund (5,0 kg) sterk salpetersyre.

Problemmetode

I begynnelsen av 1941 studerte NCRR nye prosesser. Woolwich-prosessen, eller direkte nitreringsprosessen, har minst to alvorlige ulemper: den brukte store mengder salpetersyre og løste opp minst halvparten av formaldehydet. Én mol heksametylentetramin kunne ikke gi mer enn én mol RDX. Minst tre laboratorier uten tidligere eksplosiv erfaring har fått i oppgave å utvikle bedre produksjonsmetoder for RDX; de var basert på de offentlige universitetene i Cornell, Michigan og Pennsylvania. Werner Emmanuel Bachmann fra Michigan utviklet den "kombinerte prosessen" med suksess ved å kombinere den kanadiske prosessen med direkte nitrering. Kombinasjonsprosessen krevde store mengder eddiksyreanhydrid i stedet for salpetersyre i den gamle britiske «vulvist»-prosessen. Ideelt sett kan kombinasjonsprosessen produsere to mol RDX fra hvermol heksametylentetramin.

Brann etter RDX-eksplosjon
Brann etter RDX-eksplosjon

Den enorme produksjonen av RDX kan ikke fortsette å stole på bruk av naturlig bivoks for desensibilisering. Bruceton Explosives' forskningslaboratorium har utviklet en petroleumsbasert stabilisatorerstatning.

Videreproduksjon

NERC ga tre selskaper i oppdrag å utvikle pilotanlegg. Disse var: Western Cartridge Company, E. I. du Pont de Nemours & Company, og Tennessee Eastman Company, en del av Eastman Kodak. Hos Eastman Chemical Company (TEC), en ledende produsent av eddiksyreanhydrid, utviklet Werner Emmanuel Bachmann en kontinuerlig prosess for å lage RDX. RDX var kritisk for militære operasjoner og produksjonsprosessen var for treg på den tiden. I februar 1942 begynte TEC å lage små volumer av RDX ved sitt pilotanlegg, Wexler Bend, noe som førte til at den amerikanske regjeringen tillot TEC å designe og bygge Works of Holston Ordnance Works (HOW) i juni 1942. I april 1943 ble RDX produsert der. På slutten av 1944 produserte Holston-anlegget og Wabash Ordnance Plant, som brukte Woolwich-prosessen, 25 000 korte tonn (23 000 tonn - 50 millioner pund) med sammensetning "B" per måned.

Alternativ prosess

Bachmann-prosessen for RDX-syntese ble funnet å være mer effektiv med tanke på gjennomstrømming enn metoden som ble brukt i Storbritannia. Dette førte senere til produksjon av RDX ved bruk av Bachmann-prosessen.

Angrip med heksogen
Angrip med heksogen

Resultat

Storbritannias mål i andre verdenskrig var å bruke en "desensibilisert" RDX. I den originale Woolwich RDX-prosessen ble RDX flegmatisert med bivoks, men senere ble parafinvoks brukt basert på arbeid utført på Bruceton. I tilfelle Storbritannia ikke var i stand til å skaffe nok RDX til å dekke sine behov, ble noen av manglene i produksjonsmetodene korrigert ved å erstatte amatol, en blanding av ammoniumnitrat og TNT. Denne informasjonen vil være nyttig for alle som fortsatt ikke vet hva heksogen er.

Anbefalt: