реферат. Реферат по ПЭНМИ гр.1171-51 Максимова А.А.. Применение октогена и гексогена в боеприпасах
 Скачать 173 Kb.
|
|
ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет» Кафедра «Технологии твердых химических веществ» Реферат на тему: «Применение октогена и гексогена в боеприпасах» по дисциплине «Переработка энергонасыщенных материалов в изделия» Выполнил: студент группы 1171-51 Максимова А.А. Проверил: к.т.н, доцент Иванов Н.Б. Казань – 2020 Оглавление Введение………………………………………………………………….3-4 Применение гексогена и октогена в боеприпасах……………………5-11 Применение гексогена………………………………. .5-7 Применение октогена………………………………..8-11 Список использованной литературы………………………………….....12 Введение Гексоген Гексоге́н (циклотриметилентринитрамин, RDX, T4) — (CH2)3N3(NO2)3, мощное вторичное (бризантное) взрывчатое вещество. (Рис.1) Чувствительность к удару занимает среднее положение между тетрилом и тэном. [1]  Рис.1 - Гексоген Гексоген получил своё название по внешнему виду его структурной химической формулы. Впервые его синтезировал в 1890-х годах немецкий химик и инженер, сотрудник прусского военного ведомства Ленце. Он широко применяется для снаряжения боеприпасов в виде различных мощных бризантных составов. (главным образом сплавы с тротилом Т/Г 50/50, Т/Г 20/80 и др.) [2] Октоген Октогéн (1,3,5,7-тетранитро-1,3,5,7-тетраазациклооктáн, циклотетраметилентетранитрамин, HMX) — (CH2)4N4(NO2)4, термостойкое бризантное взрывчатое вещество.(Рис.2) Впервые был получен как побочный продукт процесса получения гексогена конденсацией нитрата аммония с параформом в присутствии уксусного ангидрида. Представляет собой белый порошок кристаллического характера. Относится к III классу опасности. Впервые был получен американцами в 1942 г. Рассматривался как вредная примесь к гексогену, так как разбавлением водой осаждалась чувствительная α-форма. [3]  Рис.2 – Октоген Октоген находит применение в особо ответственных изделиях, в которых требуются ВВ повышенной мощности. [2] Применение гексогенаи октогена в боеприпасах Применение гексогена Гексоген является сильнейшим из всех химически однородных твердых взрывчатых веществ (он уступает только гексанитроманниту, который не применяется вследствие его малой стойкости). Как в чистом виде, так и в виде определенных смесей гексоген является наиболее бризантным взрывчатым веществом. По сравнению с тэном обладает большим преимуществом — большей химической стойкостью. Вследствие высокой температуры плавления гексогена, он не может быть залит в боеприпасы , и остается один способ снаряжения им - прессование. Однако вследствие большой чувствительности к механическим воздействиям он может быть спрессован лишь в количестве до 10 г ; при большом заряде вероятность взрыва и разрушительное действие увеличивается до недопустимых размеров, поэтому применяется только для изготовления капсюлей-детонаторов. Гексоген имеет как военное, так и гражданское применение. В качестве военного взрывчатого вещества гексоген может использоваться отдельно в качестве основного заряда для детонаторов или в смеси с другим взрывчатым веществом, таким как тротил, с образованием циклотолов, которые создают взрывной заряд для воздушных бомб, мин и торпед. Гексоген в полтора раза мощнее тротила, и его легко активировать с помощью фульмината ртути. Обычное военное применение гексогена — в качестве ингредиента взрывчатых веществ на пластидовой связке, которые использовались для наполнения почти всех типов боеприпасов. [4] Циклотриметилентринитрамин опасен в обращении, поэтому для снаряжения боеприпасов его применяют в смеси с др., менее чувствительными взрывчатыми веществами, чаще всего с тротилом, или с добавкой флегматизаторов (парафин, церезин, воск) , уменьшающих опасность взрыва гексогена от случайных причин. Например, широко известная С-4 — это 91 % гексогена, 2,25 % полиизобутилена, 5,31 % диоктилсебацината и 1,44 % жидкой смазки. Во время 2-й мировой войны объём производства гексоген измерялся сотнями тысяч т в год. [3] В чистом виде гексоген применяется только для снаряжения отдельных образцов капсюлей-детонаторов. Для подрывных работ в чистом виде не используется. Используется для промышленного изготовления взрывчатых смесей (ПВВ-4 (пластит), ЭВВ, ТГА, МС, ТГ-50). Обычно эти смеси применяются для снаряжения некоторых видов боеприпасов. Например, МС для морских мин, ТГ-50 для кумулятивных зарядов. С этой целью чистый гексоген смешивают с флегматизаторами, (обычно это смесь парафина и церезина), окрашивают суданом в оранжевый цвет и прессуют до плотности 1.66 г./куб.см. В смеси ТГА и МС в гексоген добавляют алюминиевую пудру. Все эти работы проводятся в промышленных условиях на специальном оборудовании. [5] Опять же гексоген используется для снаряжения снарядов малого калибра, кумулятивных зарядов, в детонаторах, в капсюлях-детонаторах. В смеси с алюминневои пудрой или с тротилом его используют для снаряжения различных боеприпасов. Находят применение смеси, содержащие (б %): Тротил…………………………….60 80 20 12,5 50 Гексоген…………………………..40 20 78,5 75 40 Парафин…………………………..- - 1,5 - - Тетрил…………………………….- - - 12,5 - Алюминий………………………..- - - - 10 Циклотриметилентринитрамин используют также в так называемых пластичных ВВ или во взрывчатых замазках. Смеси из гексогена и связывающего материала являются мягкими ,пластичными и немного клейкими. Оно применяется для подрывных целей например, с их помощью можно резать металл , мостовые фермы ,танки, доты и т. п. Подобные смеси состоят из 88 частей тонкоизмельченного гексогена и 12 частей смазочного масла или из 78% гексогена и 22% смолистого связывающего вещества из нитропроизводного ароматического углеводорода к нитроцеллюлозы. [3] В прошлом побочные продукты военных взрывчатых веществ, таких как гексоген, открыто сжигались на многих армейских заводах по производству боеприпасов. Существуют письменные подтверждения того, что до 80% отходов боеприпасов и ракетного топлива за последние 50 лет были утилизированы именно так. Основным недостатком этого способа считается то, что взрывчатые загрязнители часто попадают в воздух, воду и почву. Боеприпасы с циклотриметилентринитрамином также ранее утилизировались путем сброса в глубинные морские воды. [4] Вплоть до сегодняшнего дня гексоген остаётся одним из наиболее востребованных взрывчатых веществ. Его применяют для изготовления детонаторов, снаряжения боеприпасов, при выполнении взрывных работ в разных сферах промышленности и строительства. Также может использоваться как компонент топлива в твердотопливных ракетных двигателях. К сожалению, мощность и относительная лёгкость в получении и применении этого взрывчатого вещества давно нашла применение у различных террористов. [6] Применение октогена Циклотетраметилентетранитрамин используется там, где его высокая мощность превышает расходы на его приобретение — около $100 за килограмм. Например, в ракетных боеголовках меньший заряд более мощного взрывчатого вещества позволяет ракете двигаться быстрее или иметь большую дальность полета. Он также используется в кумулятивных зарядах для пробивания брони и преодоления заграждений из оборонительных сооружений, где менее мощное взрывчатое вещество может не справиться. Октоген в качестве бризантных зарядов наиболее широко применяется при проведении взрывных работ в особо глубоких нефтяных скважинах, где имеются высокие температуры и давление. HMX позволяет использоваться в зарядах, которые подвергаются воздействию высоких температур. Например, при проведении взрывных работ в глубоких и сверхглубоких скважинах, снарядах скорострельного автоматизированных пушок, а также в боеприпасах для звуковой авиации. [4] Также октоген наиболее применим там, где заряду взрывчатого вещества приходится выдерживать высокие температуры и давления в течение длительного времени. Без каких либо изменений он выдерживает длительный нагрев до температуры 210-220 градусов (в основном альфа-октоген и бета-октоген). Вместе с тем при нагревании до температуры плавления октоген разлагается с образованием альдегидов. Октоген стоек с солнечному свету, к воде, 2-х процентным азотной и серной кислотам. Концентрированная серная кислота разлагает его, скорость разложения быстро увеличивается с температурой. Разложение октогена концентрированной серной кислотой приводит к образованию формальдегида и сульфата аммония. Одновременно идет образование закиси азота и формальдегида. Щелочной гидролиз октогена протекает значительно быстрее, чем кислотный. Так, при длительном кипячении в 1%-ном растворе соды октоген полностью разлагается. Транспортируют октоген в водонепроницаемых мешках (резиновых, прорезиненных, пластиковых) в форме пастообразной смеси или в брикетах, содержащих не менее 10% жидкости, состоящей из 40% (весовых) изопропилового спирта и 60% воды. Октоген в качестве бризантных зарядов наиболее широко применяется при проведении взрывных работ в особо глубоких нефтяных скважинах, где имеется высокие температуры и давление. Кроме того, на основе октогена изготавливается термостойкий порох 0-75, предназначенный для прострелочно-взрывных работ в скважинах. Пластифицированный октоген, применяется для изготовления высокотермостойких кумулятивных зарядов, для которых он является перспективным взрывчатым веществом. Пробивная способность кумулятивных зарядов из октогена на 10% выше, чем зарядов из гексогена. В России октоген, как мощное термостойкое ВВ, применяют для проведения прострелочно-взрывных работ в глубинных скважинах. Его используют при изготовлении термостойкого пороха, и в термостойких электродетонаторах ТЭД-200 (диаметр 9 мм, длина 18 мм, возбуждение электрическим импульсом, сопротивление мостика накаливания 1,5- 4 Ом, безотказный ток 1,0 А, порог термостабильности 200° С). Октоген используют также для снаряжения детонирующего шнура ДШТ-200 (МТРУ 84-7-68), наружный диаметр 6,3-0,9 мм, масса октогена в 1 м. шнура 20 гр.). В военных целях чаще октоген используют как основу для изготовления таких взрывчатых смесей как "октол" (77 процентов октогена и 23 процента тротила) и "окфол" (95 процентов октогена и 5 процентов пластификатора). Второе название окфола - "ол" . Также он используется в качестве боевого заряда снарядов особо скорострельных малокалиберных пушек (советские пушки ЗСУ-23-2 и ЗСУ-23-4, американские пушки типа Вулкан), поскольку высокий темп стрельбы ( до 1000-1500 выстрелов в мин. на ствол) приводит к развитию в пушке весьма высоких температур. В США, помимо использования в коммерческих целях, октоген, как мощное термостойкое ВВ, широко используют в военных боеприпасах как в виде самостоятельных зарядов, так и в смеси с тротилом (октолы). Применяют его также в качестве компонента твердых ракетных топлив и артиллерийских порохов. Октоген по сравнению с другими ВВ при его применении как в качестве самостоятельного ВВ, так и в различных составах имеет ряд преимуществ. Например, состав октоген - тротил 77/23, применяемый в американской армии для снаряжения противотанковых ракет, имеет на 21% большую пробивную силу, чем состав тротил - гексоген 60/40. Большой интерес к октогену проявляют и в Японии, отмечаются широкие перспективы его использования. Заявлен ряд патентов по использованию октогена как мощного термостойкого ВВ в различных областях военной и промышленной техники. Октоген предложен как компонент высокоэнергетического пороха, предназначенного для боеприпасов малокалиберного огнестрельного оружия. Порох состоит из 90% смеси октогена - органического кислородосодержащего соединения и 10% полиизобутилена - полимерного горючего - связующего. Предложены составы на основе октогена, содержащие различные добавки для придания этим составам специальных свойств, например, клейкие пластичные взрывчатые смеси с различной плотностью, предназначенные для взрывной обработки металлов, формовки взрывом и разрушения металлических конструкций. В их состав входит до 60% октогена и до 30% пластификатора, в который, помимо невзрывчатого компонента (трибутилацетилцитрата), может быть введена и нитроцеллюлоза. На основе октогена предложены пластичные составы с различными связующими. Так, связующими являются полиизобутилен или полипропилен, вулканизированный латекс, синтетический каучук и водный латекс, смесь полиэтилена с динитротолуолом, смесь высоковязкой растворимой нитроцеллюлозы со сложным эфиром фосфорной или карбоновой кислоты, лиизобутилен с минеральным маслом , нитроцеллюлоза с полиуретанами или эпоксидные и фенолформальдегидные смолы. [7-13] Литература Циклотриметилентринитрамин // Большой Энциклопедический словарь (рус.). — 2000. Шарнин Г.П. “Введение в технологию энергонасыщенных материалов” Химия и технология бризантных взрывчатых веществ / Е. Ю. Орлова. — Л.: «Химия», 1973. https://hightech.fm/2019/07/10/big-explosion http://weaponland.ru/publ/geksogen/12-1-0-1130 https://militaryarms.ru/boepripasy/geksogen/ Л.П. Орленко Физика взрыва. Физматлит. Москва. 2002 г. "Руководство по подрывным работам", Москва 1969 г. Инженерные боеприпасы. Первая книга. Москва 1976 г. Б.А. Эпов Основы взрывного дела. Пособие. Москва 1974 г. Б.С. Ермолаева Детонация и взрывчатые вещества Москва 1981 г. Г.Каст Взрывчатые вещества и средства воспламенения Москва, Ленинград 1932 г. Е.Ю. Орлова и др. Октоген. Получение, свойства и применение Москва 1970 г. |