Vad är hexogen: materias sammansättning, produktion, tillämpning, kraft

Innehållsförteckning:

Vad är hexogen: materias sammansättning, produktion, tillämpning, kraft
Vad är hexogen: materias sammansättning, produktion, tillämpning, kraft
Anonim

Vad är RDX? På grund av det faktum att olika namn används för detta ämne i olika länder, är det inte så enkelt att svara på denna fråga som det verkar vid första anblicken. TNT RDX är ett sprängämne i en C-4 explosivpåse av plast. RDX är stabil i lagring och anses vara en av de mest energiska och kraftfulla militära sprängämnena.

RDX pulver
RDX pulver

Andra namn och historik

RDX är också känt, men mindre vanligt, som cyklonit, RDX (särskilt på engelska, franska, tyska), T4 och kemiskt som cyklotrimetylentrinitramin. På 1930-talet började Royal Arsenal, Woolwich forskning om cyklonit för användning mot tyska ubåtar, som byggdes med tjockare skrov. Målet var att utveckla sprängämnen mer energisk än TNT. Av säkerhetsskäl utnämnde Storbritannien forskningsinstitutet för cyklonit till Explosive Research Department (R. D. X.). Termen RDX dök uppi USA 1946. De vet inte vad hexogen är, eftersom detta ord för RDX används nästan uteslutande på ryska. Första offentliga referens i Storbritannien till namnet RDX eller R. D. X. att använda det officiella namnet dök upp 1948; dess sponsorer var den verkställande kemisten, ROF Bridgewater, Chemical Research and Development, Woolwich och direktör för Royal Munitions, Explosives; igen, detta ämne kallades helt enkelt RDX.

Application

Bombplanet som användes i Daidusters Raid innehöll 6 600 pund (3 000 kg) Torpex. Tallboy- och Grand Slam-bomberna designade av Wallis använde också Torpex.

RDX tros ha använts på många bomber, inklusive terroristbomber.

RDX användes av båda sidor under andra världskriget. USA producerade cirka 15 000 ton per månad under andra världskriget och Tyskland cirka 7 000 ton per månad. RDX hade den stora fördelen att ha mer explosiv kraft än TNT som användes under första världskriget, och det krävdes inga ytterligare råmaterial för att göra den.

Klumpar av RDX
Klumpar av RDX

Invigning

Hexogen skapades 1898 av Georg Friedrich Henning, som fick ett tyskt patent (patent nr 104280) för sin tillverkning genom nitrolys av hexamin (hexametylentetramin) med koncentrerad salpetersyra. Detta patent nämnde ämnets medicinska egenskaper; dock beskrev ytterligare tre tyska patent som Henning fick 1916 hexogen somämne som är lämpligt för användning i rökfria drivmedel. Den tyska militären började forskning om dess användning 1920, och kallade den RDX. Resultaten av forskning och utveckling publicerades inte förrän Edmund von Hertz, som beskrivs som en österrikisk och senare tysk medborgare, fick ett brittiskt patent 1921 och ett amerikanskt patent 1922. Båda patentansökningarna granskades i Österrike. Brittiska patentansökningar inkluderade tillverkning av RDX-sprängämne genom nitrering, dess användning med eller utan andra sprängämnen, som sprängladdning och som detonator. Den amerikanska patentansökan gällde användningen av en ihålig explosiv anordning innehållande RDX och en detonatorlock innehållande RDX. På 1930-talet utvecklade Tyskland förbättrade metoder för tillverkning av RDX.

tredje riket

Under andra världskriget använde Tyskland namnen W S alt, SH S alt, K-metod, E-metod och KA-metod för olika typer av RDX. Dessa namn representerade identifierarna för utvecklarna av de olika kemiska vägarna för RDX. W-metoden utvecklades av Wolfram 1934 och gav RDX kodnamnet "W-Salz". Han använde sulfaminsyra, formaldehyd och salpetersyra. SH-Salz (SH s alt) erhölls från Schnurr, som utvecklade en satsvis process för syntes av hexogen 1937-1938. baserat på hexaminnitrolys. K-metoden från Keffler gick ut på att tillsätta ammoniumnitrat till processen att skapa sprängämnen. E-metoden utvecklad av Ebel visade sig vara identisk med de ovan beskrivna.metoder.

Explosiva projektiler avfyrade av MK-108-kanonen och R4M-raketstridsspetsen, som användes i Luftwaffes jaktplan som offensiva vapen, använde RDX som sin explosiva bas. Läsaren kan se RDX-formeln på bilden nedan.

RDX-molekyler
RDX-molekyler

UK

I Storbritannien (Storbritannien) tillverkades RDX från 1933 av forskningsavdelningen vid pilotanläggningen vid Royal Arsenal i Woolwich, London, och vid den större pilotanläggningen som byggdes vid RGPF W altham Abbey nära London år 1939. 1939 designades en tvåkomponents industrianläggning för att installeras på en ny 700 tunnland (280 ha) tomt, ROF Bridgwater, bort från London, och RDX-produktion började i staden Bridgwater på en plats i augusti 1941.

ROF Bridgwater-anläggningen använde både ammoniak och metanol som råmaterial: metanolen omvandlades till formaldehyd och en del av ammoniaken omvandlades till salpetersyra, som koncentrerades i RDX-produktionen. Resten av ammoniaken fick reagera med formaldehyd för att ge hexamin. Hexaminfabriken byggdes av Imperial Chemical Industries. Den inkluderade några funktioner baserade på data från USA (USA). RDX gjordes genom att kontinuerligt tillsätta hexamin och koncentrerad salpetersyra till en kyld blandning av hexamin och salpetersyra i en nitrator. Sammansättningen av RDX ändrades inte. RDX renades och bearbetades som avsett; restaurerades också ochåteranvändning av metanol och salpetersyra. Reningsverken för hexaminnitrering och RDX har duplicerats för att ge en viss försäkring mot produktförlust på grund av brand, explosion eller luftangrepp.

Förenade kungariket och det brittiska imperiet kämpade utan allierade mot Nazityskland fram till mitten av 1941 och var tvungna att vara självförsörjande. Vid den tiden (1941) hade Storbritannien kapacitet att producera 70 ton (71 t – 160 000 pund) RDX per vecka; både Kanada och USA ansågs vara kunder för leveranser av ammunition och sprängämnen, inklusive RDX. År 1942 beräknas RAF:s årliga behov ha varit 52 000 ton (53 000 ton) RDX, varav det mesta kom från Nordamerika (Kanada och USA). Modellen för RDX-formeln finns på bilden nedan.

Modell av hexogenmolekyler
Modell av hexogenmolekyler

Kanada

I Kanada har de länge vetat vad hexogen är. I det här landet hittades och användes en annan metod för att framställa detta sprängämne, möjligen på avdelningen för kemi vid McGill University. Denna metod baserades på reaktionen av paraformaldehyd och ammoniumnitrat i ättiksyraanhydrid. En brittisk patentansökan gjordes av Robert W alter Schiessler (Pennsylvania State University) och James Hamilton Ross (McGill, Kanada) i maj 1942; Det brittiska patentet utfärdades i december 1947. Gilman hävdar att samma produktionsmetod upptäcktes oberoende av Ebel i Tyskland före Schiessler och Ross, men detta var inte känt för de allierade. Urbansky ger detaljer omfem produktionsmetoder, och han refererar till denna metod som den (tyska) E-metoden. Nu finns det inte bara effektivare metoder för dess produktion, utan i själva verket är ämnen mycket kraftfullare än hexogen.

USA

I början av 1940-talet hade de största amerikanska sprängämnestillverkarna, E. I. Pont de Nemours & Company och Hercules, många års erfarenhet av tillverkning av trinitrotoluen (TNT) och var ovilliga att experimentera med nya sprängämnen. Den amerikanska armén intog samma syn och ville fortsätta använda TNT. RDX testades av Picatinny Arsenal 1929 och ansågs vara för dyrt och för känsligt. Marinen föreslog att man skulle fortsätta använda ammoniumpikrat. Däremot trodde National Defense Research Committee (NDRC), som besökte Royal Arsenal, Woolwich, att nya sprängämnen behövdes. James B. Conant, ordförande för avdelning B, ville fortsätta forskningen inom detta område. Sålunda inrättade Conant ett experimentellt laboratorium för explosiva ämnen vid Bureau of Mines, Bryssel, Pennsylvania, med hjälp av lokalerna hos Office of Research and Development (OSRD). Användningen av RDX var huvudsakligen militär.

RDX-explosion
RDX-explosion

1941 besökte ett brittiskt Tizard-uppdrag den amerikanska armén och marinens avdelningar, och en del av informationen inkluderade detaljer om Woolwich-metoden för att producera RDX (RDX) och stabilisera den genom att blanda den med bivax. Storbritannien begärde att USA och Kanada tillsammans skulle leverera 220 ton (440 000pund) RDX per dag. Beslutet togs av William P. P. Blandy, chef för byrån för ammunition, och det beslutades att anta RDX för användning i gruvor och torpeder. Med tanke på det omedelbara behovet av RDX byggde den amerikanska stridsenheten, på Blandys begäran, en anläggning som omedelbart kopierade utrustningen och processen som användes i Woolwich. Resultatet av detta blev Wabash Ordnance Guard under E. I. du Pont de Nemours & Company. På den tiden var den största salpetersyrafabriken i världen involverad i dessa arbeten. Woolwich-processen var dyr; för varje pund RDX tog det 11 pund (5,0 kg) stark salpetersyra.

Problem method

I början av 1941 studerade NCRR nya processer. Woolwich-processen, eller direktnitreringsprocessen, har åtminstone två allvarliga nackdelar: den använde stora mängder salpetersyra och löste upp minst hälften av formaldehyden. En mol hexametylentetramin kunde inte ge mer än en mol RDX. Minst tre labb utan tidigare explosiv erfarenhet har fått i uppdrag att utveckla bättre tillverkningsmetoder för RDX; de var baserade på de offentliga universiteten i Cornell, Michigan och Pennsylvania. Werner Emmanuel Bachmann från Michigan utvecklade framgångsrikt den "kombinerade processen" genom att kombinera den kanadensiska processen med direkt nitrering. Kombinationsprocessen krävde stora mängder ättiksyraanhydrid istället för salpetersyra i den gamla brittiska "vulvist"-processen. Helst kan kombinationsprocessen producera två mol RDX från varjemol hexametylentetramin.

Brand efter RDX-explosion
Brand efter RDX-explosion

Den enorma produktionen av RDX kan inte fortsätta att förlita sig på användningen av naturligt bivax för desensibilisering. Bruceton Explosives forskningslabb har utvecklat en petroleumbaserad stabilisatorersättning.

Ytterligare produktion

NERC gav tre företag i uppdrag att utveckla pilotanläggningar. Dessa var: Western Cartridge Company, E. I. du Pont de Nemours & Company, och Tennessee Eastman Company, en del av Eastman Kodak. På Eastman Chemical Company (TEC), en ledande tillverkare av ättiksyraanhydrid, utvecklade Werner Emmanuel Bachmann en kontinuerlig process för att skapa RDX. RDX var avgörande för militära operationer och dess produktionsprocess var för långsam vid den tiden. I februari 1942 började TEC tillverka små volymer RDX vid sin pilotanläggning Wexler Bend, vilket ledde till att den amerikanska regeringen tillät TEC att designa och bygga Works of Holston Ordnance Works (HOW) i juni 1942. I april 1943 tillverkades RDX där. I slutet av 1944 producerade Holston-fabriken och Wabash Ordnance Plant, som använde Woolwich-processen, 25 000 korta ton (23 000 ton - 50 miljoner pund) av sammansättning "B" per månad.

Alternativ process

Bachmann-processen för RDX-syntes visade sig vara mer effektiv när det gäller genomströmning än den metod som används i Storbritannien. Detta ledde senare till produktionen av RDX med Bachmann-processen.

Attackera med hexogen
Attackera med hexogen

Resultat

Förenade kungarikets mål under andra världskriget var att använda en "desensibiliserad" RDX. I den ursprungliga Woolwich RDX-processen flegmatiserades RDX med bivax, men senare användes paraffinvax baserat på arbete utfört på Bruceton. I händelse av att Storbritannien inte kunde skaffa tillräckligt med RDX för att möta sina behov, korrigerades några av bristerna i produktionsmetoderna genom att ersätta amatol, en blandning av ammoniumnitrat och TNT. Denna information kommer att vara användbar för alla som fortfarande inte vet vad hexogen är.

Rekommenderad: