Гексоген – другий за популярністю, але не за значимістю

Протягом століть єдиною відомою людству вибуховою речовиною був порох. Тільки технологічні прориви 19 століття дозволили винайти потужний нітрогліцерин, безпечний у використанні динаміт, бездимний порох. А головним досягненням виявився тротил, який став фактичним стандартом військової вибухівки. Але якщо тротил – найвідоміше ВР, друге займає гексоген. А за поширеністю він цілком може посперечатися з ТНТ. Починаючи з міжвоєнного періоду, він потроху витісняв тротил, ставши в результаті основою більшості вибухових композицій різного призначення.

Історія створення та впровадження

«Народження» гексогену (на той час ще циклотриметилентринітраміну) відбулося в 1890-ті роки в Німеччині. Але перевороту у вибуховій справі “білий порошок” тоді не зробив, бо його сподівалися використати як ліки. Медична «кар'єра» речовини не задалася – вона виявилася сильною отрутою. Новий виток інтересу до нього почався вже після Першої Світової війни, коли вчені почали шукати вибухівку, потужнішу за тротил.

Вже 1920 року німецький учений Герц запатентував метод отримання циклотриметилентринитрамин і його застосування як вибухівки. Сировина для виробництва такої вибухівки виходить із загальнодоступних (при розвиненій промисловості) аміаку та формальдегіду. Тоді ж і народилася коротка та зручна назва «гексоген».

Британці звернули на нього увагу у 1930-ті, перебуваючи у пошуку потужнішої ВР для протичовнової зброї.

З міркувань секретності речовину позначили малозрозумілим терміном Research Department Explosive (Вибухівка Департаменту Досліджень).Так абревіатура RDX стала загальноприйнятою назвою вибухівки в англомовному світі.

На початку Другої Світової війни гексоген масово синтезувався і США, й у СРСР. Методи виготовлення постійно вдосконалювалися. Від запропонованої Герцем методики обробки уротропіну азотною кислотою перейшли до ефективніших способів. Якщо з процесу Герца із сировини виходило трохи більше 40% вибухівки, то так званий метод «W» дозволив довести вихід продукту до 80%.

Так як сировину стали застосовувати не уротропін, яке динітрат (який сам собою слабким ВР). До азотної кислоти стали додавати аміачну селітру. Цікаво, що хоча масове виробництво циклотриметилентринітраміну досить легко організувати навіть при не дуже розвиненій хімічній промисловості, кустарними способами його отримати дуже складно.

Властивості та різноманітність «композицій» гексогену

Циклотриметилентрінітрамін – кристалічний порошок білого кольору, з хімічною формулою C3H6N6O6, несмачний та нерозчинний у воді. Але цінний та цікавий він не цим. Швидкість поширення ударної хвилі в заряді (детонації) у гексогену майже в 1,3 рази вища, ніж у тротилу.

А за фугасністю, мірою якої – порожнина, утворена вибухом заряду у свинцевому циліндрі, сильніша в 1,7 раза. Бризантність вибухівки тривалий час взагалі не вдавалося точно оцінити, оскільки вибух не зменшував висоту циліндра зі свинцю, а руйнував його.

Не дивно, що військові у всьому світі зацікавилися такою вибухівкою. Але виявили й серйозні вади. На противагу нечутливому до зовнішніх впливів тротилу, гексоген виявився чутливим і до ударів, і до тертя.Втім, цю проблему вдалося швидко вирішити флегматизацією – змішуванням із речовинами, що збільшують стабільність.

Небезпека у зверненні призвела до того, що «як є» в зарядах він практично не застосовувався. Натомість став основним компонентом різних сумішей. Так, радянський гексал (А-IX-2) містить у собі 73% гексогену, 4% флегматизатора (ним виступає віск чи парафін) та алюмінієву пудру. Під час Великої Вітчизняної ця суміш активно застосовувалася як наповнювач бронебійних снарядів.

Так, каморний снаряд БР-471 калібру 122мм містив 156 г A-IX-2. А снаряд БР-540 для гаубиці МЛ-20 ніс у собі 660 грам гексалу. При цьому в осколково-фугасних гранатах використовувався тротил. Для спорядження торпед і глибинних зарядів у СРСР розробили так звану морську суміш, що містить до 57% гексогену.

Вибухівка "Торпекс" - варіант "морської суміші" створена в Британії в 1930-ті, містила приблизно рівні частки RDX і TNT. "Стриблюючі бомби", використані Королівськими ВПС для руйнування Рурських дамб, містили заряди з трьох тонн "Торпексу".

Цією ж речовиною споряджалися британські сейсмічні бомби Толбою. В авіаційних бомбах і торпедах "B" замінила "Композиція H6", яка вважається безпечнішою.

Циклотриметилентрінітрамін став основою для перших пластичних вибухових речовин (зазвичай помилково званих "пластиковими"). За рахунок пластичності зарядам легко надати будь-яку форму і встановити в будь-яке місце (просто «обліпивши» вибухівкою об'єкт). Найвідоміший представник таких ВР – американська «композиція С-4», що складається на 91% із RDX.

Пластифікатором у ній служить діоктилсебацинат. Чехословацька пластична вибухівка «Semtex» є сумішшю гексогену і тену (TNT).Причому відсотковий зміст змінюється в залежності від варіанта.

Пластифікатор «Семтексу» – діоктилфтанат. Під час Другої Світової війни пластична вибухівка постачалася у вигляді шашок масою 113 грамів у вощеному папері. Сучасні заряди С-4 – шашки масою 566 грам у пластиковій оболонці.

Ефективність пластичної вибухівки не могла не привернути увагу терористів. Це призвело до того, що на заводах почали помічати заряди хімічними мітками. Оскільки «в домашніх умовах» таку речовину відтворити не можна, це є досить дієвим засобом обмеження його обороту.
RDX став основою і для вибухових речовин із пластичним сполучним (Polymer-Bonded Explosives).

Ці склади відрізняються малою чутливістю та високою міцністю та застосовувалися в термоядерній зброї. За допомогою PBX ініціювали підрив ядерного заряду, що створює умови для реакції синтезу.

А ось найменший "снаряд", в якому застосований розривний заряд RDX - куля Mk.211 калібру 12,7 мм. У цьому випадку чутливість навіть у ппюс, тому що детонатора куля не містить - заряд ініціюється запаленням запального складу при ударі про перешкоду.

Порівняння з іншими вибуховими речовинами

Для наочності наведемо невелику таблицю з характеристиками різних ВР. Візьмемо тротил, як «фактичний стандарт», власне гексоген і пізнішу вибухівку – октоген. Як перспективна вибухова речовина послужить гексанітрогексаазаізовюрцитан.

Неважко зрозуміти, що за потужністю RDX справді перевершив TNT.А ось октоген, навіть перевершуючи попередників за «вибуховими» якостями, все-таки не мав такої рішучої переваги, а у виготовленні виявився складнішим. Складність і дорожнеча виготовлення поки що – бар'єр і поширення нових ВР. Навіть якщо нові розробки набагато потужніші за гексоген.

Аналогом гексогену, який зможе його повністю витіснити, вважається малочутлива вибухівка FOX-7, отримана у Швеції 1998 року. За характеристиками вона близька до «композиції», та її синтез нескладний. Однак випускають FOX-7 у малих масштабах, а про плани щодо її широкого застосування нічого не відомо.

Отруйність гексогену

Так, сам по собі циклотриметилентрінітрамін отруйний. Але оскільки, як ліки, він так і не відбувся, на це уваги не звертали і не вважали недоліком. Під час В'єтнамської війни протягом 1969 майже чотири десятки солдатів отримали отруєння після того, як використовували замість дров плитки С-4.

Дим, який утворювався під час горіння вибухівки, виявився отруйним. Втім, жодних помітних наслідків це не спричинило. Обмежене застосування на цивільному ринку гексоген знайшов як щур.

Гексоген виник пізніше тротилу, а масовій свідомості віддрукувався негаразд сильно. Але про те, яка вибухівка більш значуща для розвитку військової техніки і відіграла велику роль у тій чи іншій війні – можна сперечатися.

З 30-х років 20 століття він був основою «начинки» снарядів та гранат, фугасних та кумулятивних зарядів.

Тільки в недавній період RDX став дещо поступатися позиціями малочутливих вибухових речовин на основі HMX - октогену.Але досі можна з упевненістю говорити про те, що гексоген залишається наймасовішою вибухівкою, що поєднує у собі високі руйнівні якості та простоту промислового виготовлення.

Не забувайте залишати свої коментарі на сайті та ділитися своєю думкою.

Гексоген

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 °C. Теплота вибуху – 1370 ккал/кг, теплота згоряння – 2307 ккал/кг.

Фізичні властивості

Гексоген – білий кристалічний порошок. Без запаху, смаку, сильної отрути. Питома вага – 1,816 г/см³, молярна маса – 222,12 г/моль. Нерозчинний у воді, погано розчинний у спирті, ефірі, бензолі, толуолі, хлороформі, краще - в ацетоні, ДМФА, концентрованій азотній та оцтовій кислотах. Розкладається сірчаною кислотою, їдкими лугами та при нагріванні.

Плавиться гексоген при температурі 204,1 ° C з розкладанням, при цьому його чутливість до механічних дій сильно підвищується, тому його не плавлять, а пресують. Пресується погано, тому щоб його краще спресувати, гексоген флегматизують в ацетоні.

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 в 1920 році Герц показав, що гексоген є найсильнішою вибуховою речовиною, що 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 і промислових вибухових речовин.

Високі вибухові параметри, простота і надійність у користуванні, і навіть щодо поширення гексогену викликають постійний щодо нього інтерес із боку учасників збройних конфліктів, і навіть терористичних організацій. Отримання 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.Ослаблення 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) концентрованою азотною кислотою (HNO₃):

Виробництво гексогену за цим методом велося у Німеччині, Англії та інших країнах на установках безперервної дії. Метод має ряд недоліків, головні з яких:

• малий вихід гексогену стосовно 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 порівняно з методом Герца за рахунок додавання азотної кислоти нітрату амонію (аміачної селітри), 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 найсильнішою отрутою, для боротьби з тарганами (ним користуються працівники заводів, на яких виробляється).

Також використовується як компонент ракетного палива, незважаючи на те, що гексоген менш стабільний і дає менший імпульс, ніж нітротріазолон. [1]

Примітки