Октоген как сделать

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 09.09.2024

Октоген (1,3,5,7-тетранитро-1,3,5,7-тетраазациклооктан, циклотетраметилентетранитрамин, HMX) — (CH₂)₄N₄(NO₂)₄, термостойкое бризантное взрывчатое вещество. Впервые был получен как побочный продукт процесса получения гексогена конденсацией нитрата аммония с параформом в присутствии уксусного ангидрида. Представляет собой белый порошок кристаллического характера. Ядовит.

Содержание

Физические свойства

Взрывчатые свойства

Обладает высокой чувствительностью к удару. 9100 м/с при плотности 1,84 г/см³.
Объём газообразных продуктов взрыва 782 л/кг. 5,7 МДж/кг. 480 мл 1,7

Получение

Применение

Применяется при производстве пластичных взрывчатых веществ, взрывных работах в высокотемпературной среде. В составе смесевых ВВ (чаще всего сплав октогена и тринитротолуола — октол) используется для военных целей, как правило, для снаряжения кумулятивных зарядов. В силу дороговизны не часто, зачастую лишь в качестве последнего слоя на более дешевых ВВ. В составе пластитов используется диверсионными спецподразделениями. Компонент твёрдых ракетных топлив. представляет интерес как термостойкое взрывчатое вещество (применяют при температурах до 210 °С) для перфорации высокотемпературных нефтяных и газовых скважин.

Кристаллические модификации

Свойства кристаллических модификаций октогена

Показатели модификаций	β-	α-	γ-	δ-
Область существования, °С	до 115	от 115 до 156	около 156	от 156 до плавления
Стабильность при комнатной температуре	стабильна	метастабильна	метастабильна	нестабильна
Плотность кристаллов, кг/м³	1960	1870	1820	1780
Форма кристаллов	моноклинные массивные	орторомбические игольчатые	моноклинные пластинчатые	гексагональные игольчатые

Литература

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Октоген" в других словарях:

ОКТОГЕН — высокобризантное взрывчатое вещество, аналог гексогена; белые кристаллы. Теплота взрыва 4,3 МДж/кг. Термостоек. Применяется в горном деле в зарядах специального назначения при повышенной температуре окружающей среды (напр., при простреливании… … Большой Энциклопедический словарь

Октоген — (a. octogen; н. Oktogen; ф. octogene; и. octogeno) высокобризантное термостойкое BB. Впервые получено амер. учёными Г. Ф. Райтом и B. E. Бахманом в 1941 как побочный продукт при синтезе гексогена. O. белый кристаллич. порошок,… … Геологическая энциклопедия

октоген — сущ., кол во синонимов: 2 • взрывчатка (232) • циклотетраметилентетранитрамин (2) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин … Словарь синонимов

Октоген — циклотетраметилентетранитрамин, мощное взрывчатое вещество (См. Взрывчатые вещества); бесцветные нерастворимые в воде кристаллы; плотность 1,96 г/см3 при 20 °С, tпл 278,5 280 °С, температура вспышки около 290 °С. О.… … Большая советская энциклопедия

октоген — высокобризантное ВВ, аналог гексогена; белые кристаллы. Теплота взрыва 4,3 МДж/кг. Термостоек. Применяется в горном деле в зарядах специального назначения при повышенной температуре окружающей среды (например, при простреливании нефтяных скважин… … Энциклопедический словарь

ОКТОГЕН — (1,3,5,7 тетранитро !,3,5,7 тетраазациклооктан, циклотетраметилентетрамин, НМХ), :соед. ф лы I, термостойкое бризантное ВВ, мол. м. 296,1; бесцв. кристаллы; т. пл. 278,5 280 °С (с разл.); Ч 74,9 кДж/моль. Существует в 4 кристаллич.… … Химическая энциклопедия

ОКТОГЕН — мощное вторичное ВВ (по взрывчатым хар кам превосходит гексаген). Бесцветный кри сталлич. нерастворимый в воде порошок; плотн. 1960 кг/м3, теплота взрыва 5,7 МДж/кг, скорость детонации 9,1 км/с. Высокие термич. стойкость и tпл 278,5 280 °С… … Большой энциклопедический политехнический словарь

октоген — у, ч. Високобризантна вибухова речовина, аналог гексогену … Український тлумачний словник

Пластичные взрывчатые вещества — Пластичные взрывчатые вещества взрывчатые вещества (ВВ) и смеси, обладающие пластичностью. Содержание 1 Терминология 2 Состав и классификация … Википедия

Пластит — Пластичные взрывчатые вещества взрывчатые вещества (ВВ) и смеси, обладающие пластичностью. Содержание 1 Терминология 2 Состав и классификация … Википедия

В последние десятилетия гексоген стал наиболее известным взрывчатым веществом (ВВ) после тротила (тринитротолуола), который служит общепринятым стандартом при оценке любой взрывчатки. А по степени распространённости именно гексоген вправе претендовать на мировое лидерство, являясь основой для большинства взрывчатых композиций различного назначения. В исходном виде гексоген (циклотриметилентринитрамин) представляет собой белый кристаллический порошок, обладающий свойством эффективного взрывчатого вещества с высокими характеристиками по мощности и скорости детонации, а также с широкими возможностями для своего технологического совершенствования.

История создания

Циклотриметилентринитрамин был впервые синтезирован в 1897 году в Германии . Несмотря на то, что это было сделано специалистом прусского военного ведомства — инженером и химиком Ленце, в качестве основного потенциального предназначения этого вещества рассматривалась медицинское. Вещество обладало сходными свойствами с уротропином, который использовался как антисептик и препарат для лечения инфекций мочевыводящих путей.

В дальнейшем над улучшением лекарственных свойств циклотриметилентринитрамина начал работать другой германский химик — Геннинг, запатентовавший это вещество в 1899 году как динитрат уротропина. Ввиду своей сильной ядовитости медицинских перспектив новое вещество не получило и надолго оказалось забытым.

Структурная формула гексогена

Скорость детонации гексогена на тот момент превышала все известные взрывчатые вещества. А точно определить бризантную способность новой взрывчатки Геннинг не смог, поскольку она полностью уничтожала свинцовый столбик, используемый в принятой тогда методике вычислений.

Впрочем, у новой взрывчатки сразу обнаружились серьёзные недостатки. В отличие от нечувствительного к внешним воздействиям тротила, гексоген оказался весьма неустойчив и к ударам, и к трению. Эту проблему удалось быстро решить за счёт так называемой флегматизации — смешивания с определёнными веществами-стабилизаторами.

Гексоген в гранулах и порошке

Химические и физические свойства вещества

Внешне гексоген — кристаллический порошок белого цвета, не имеющий вкуса и запаха, хотя при этом весьма тосичен. Вещество имеет плотность 1,816 г/куб.см и молярную массу 222,12 г/моль. Гексоген начинает плавиться при температуре 204,1 градуса Цельсия (с разложением), при этом его высокая чувствительность к механическим воздействиям возрастает ещё больше. Потому гексоген не плавят, а прессуют, хотя и такому воздействию он поддаётся плохо.

К основным характеристикам гексогена как взрывчатого вещества относятся:

Параметры	Значения
Скорость детонации	8640 м/с
Давление во фронте ударной волны	33,7 ГПа
Фугасность	470 мл
Бризантность по Гессу	24 мм
Бризантность по Касту	4,1-4,8
Объём газообразных продуктов взрыва	908 л/кг
Температура вспышки	230 °C
Теплота взрыва	5,45 МДж/кг
Теплота сгорания	2307 ккал/кг

По сравнению с тротилом у гексогена почти в 1,3 раза выше скорость распространения ударной волны в заряде (детонации) и в 1,7 раза выше мощность взрыва.

Схема детонации взрывчатого вещества

Способы получения

Несмотря на распространённое мнение, сделать гексоген в домашних условиях возможно лишь чисто теоретически, так как это не только требует применения достаточно серьёзных производственных технологий (соблюдения температурных режимов, давление, катализаторы), но и сопровождается крайне высоким риском для жизни и здоровья неспециалиста, поскольку в процессе задействуются большие количества дымящей химически-чистой азотной кислоты. Кроме того, в кустарных условиях показатели конечного выхода ВВ невелики и редко превышают 10 процентов по массе азотной кислоты.

Метод Герца

Открывший свойства гексогена как взрывчатки немецкий учёный Герц разработал достаточно простой лабораторный метод его получения. Но и этот метод требует использования аммиака и формальдегида — то есть сырья, которое хотя и может считаться общедоступным, но только при наличии достаточно развитой промышленности.

Производство гексогена по этому методу велось в Германии , Англии и других странах (в том числе с середины 1930-х годов в СССР) на установках непрерывного действия. Метод имеет ряд недостатков, главным из которых является малый выход гексогена по отношению к сырью.

Разработан в Германии химиком Кноффлером в 1936 году. Позволяет повысить выход гексогена по сравнению с методом Герца за счёт добавления в азотную кислоту нитрата аммония (аммиачной селитры), который взаимодействует с побочным продуктом нитрования — формальдегидом. К недостаткам метода относят большой расход сырья и и весьма сложный процесс регенерации азотной кислоты и аммонийной селитры.

Метод Бахмана-Росса

Кустарно произведённый гексоген

Где используют гексоген

Так, советский гексал (А-IX-2) содержит в себе 73% гексогена, 4% флегматизатора (им выступает воск или парафин) и алюминиевую пудру. Во время Великой Отечественной эта смесь активно применялась в качестве наполнителя бронебойных снарядов. В частности, снаряд БР-540 для гаубицы МЛ-20 нёс в себе 660 грамм гексала.

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.

Место террористического взрыва гексогена в Магнитогорске

Чем опасен для человека

Гексоген обладает довольно мощным токсическим действием. Симптомы острого отравления проявляются следующим образом:

Нитраминовые группы окисляют гемоглобин крови, что, проявляется общей слабостью, головными болями, головокружениями, тошнотой, рвотой. Кислородное голодание поражает центральную нервную систему, главным образом головной мозг;
В течение первых суток наблюдаются сильное падение артериального давления, покраснение рук и лица с ощущением жара, резкая и очень сильная головная боль вследствии расширения артериол головного мозга;
В среднесрочном плане (до 1-2 недель) блокируются цитохромные системы клеток, что затрудняет клеточное дыхание и в дальнейшем приводит к гибели клеток;
В тот же период могут проявляться неустойчивое артериальное давление, склонность к гипертоническим кризам, повышенный фон настроения, эйфория, галлюцинации;
В долгосрочном плане нитрозамин, являющийся сильным мутагеном, воздействует на ДНК и РНК, что проявляется новообразованиями в различных органах.

Предельно допустимая концентрация гексогена в крови для человеческого организма составляет 0,001 мг/л, что аналогично показателям для фенола.

Особенно опасно ингаляционное отравление гексогеном. Субстанция легко всасывается в лёгкие и поступает в кровеносное русло, минуя печень. Максимальная концетрация при этом достигается мгновенно. Промывание желудка при любом способе поступления субстанции эффективно, так как устанавливается равновесие концентраций субстанции в крови и в желудочном содержимом. Но вызывать рвоту при этом крайне не рекомендуется!

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Ядерный век не отнял у химических взрывчатых веществ пальмы первенства по частоте использования, широте применения — от армии до добычи нефти, а также удобству хранения и транспортировке. Их можно перевозить в пластиковых пакетах, прятать в обычные компьютеры и даже закапывать просто в землю без какой-либо упаковки с гарантией того, что детонация все-таки произойдет. К сожалению, до сих пор большинство армий на Земле использует взрывчатые вещества против человека, а террористические организации — для нанесения ударов против государства. Тем не менее, источником и заказчиком химических разработок остаются министерства обороны.

Гексоген

Гексоген — это бризантное взрывчатое вещество на основе нитрамина. Его нормальное агрегатное состояние — мелкокристаллическое вещество белого цвета без вкуса и запаха. В воде не растворяется, негигроскопичен и неагрессивен. Гексоген не вступает в химическую реакцию с металлами и плохо прессуется. Для взрыва гексогена достаточно одного сильного удара или прострела пулей, в таком случае он начинает гореть белым ярким пламенем с характерным шипением. Горение переходит в детонацию. Второе название гексогена — RDX, Research Department eXplosive — взрывчатка отдела исследований.

Бризантные взрывчатые вещества — это такие вещества, у которых скорость взрывчатого разложения достаточно велика и достигает нескольких тысяч метров в секунду (до 9 тыс. м/с), вследствие чего они обладают дробяще-раскалывающей способностью. Преимущественным видом взрывчатых превращений их является детонация. Они широко применяются для снаряжения снарядов, мин, торпед и различных подрывных средств.

Производство гексогена достигло пика в 1960-х годах, когда оно было третьим по объему производства взрывчатых веществ в США. Средний объем производства гексогена с 1969 по 1971 год составлял около 7 т в месяц.

Текущее производство гексогена в США ограничено военным использованием на Военном заводе по производству боеприпасов Holston в Кингспорте, штат Теннесси. В 2006 году на заводе армейских боеприпасов в Холстоне было произведено свыше 3 т гексогена.

RDX 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.

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 RDX также ранее утилизировались путем сброса в глубинные морские воды.

Октоген

Октоген — тоже бризантное взрывчатое вещество, но оно уже относится к группе взрывчатых веществ повышенной мощности. По американской номенклатуре обозначается как HMX. Существует много догадок относительно того, что означает аббревиатура: High Melting eXplosive — взрывчатка высокого плавления, или High-Speed Military eXplosive — высокоскоростное военное взрывчатое вещество. Но подтверждающих эти догадки записей нет. Это могло быть просто кодовое слово.

Первоначально, в 1941 году, октоген был просто побочным продуктом при производстве гексогена методом Бахмана. Содержание октогена в таком гексогене достигает 10%. Незначительные количества октогена присутствуют также и в гексогене, полученном окислительным способом.

В 1961 году канадский химик Жан-Поль Пикард запатентовал метод получения октогена непосредственно из гексаметилентетрамина. Новый метод позволял получать взрывчатое вещество с концентрацией 85% с чистотой более 90%. Недостаток метода Пикарда состоит в том, что это многоступенчатый процесс — он занимает достаточно продолжительное время.

В 1964 году индийские химики разработали одностадийный процесс, тем самым значительно снизив стоимость октогена.

Октоген, в свою очередь, более стабилен, чем гексоген. Он воспламеняется при более высокой температуре — 335 °C вместо 260 °С — и обладает химической стабильностью тротила или пикриновой кислоты, к тому же, у него более высокая скорость детонации.

В России октоген применяют для проведения прострелочно-взрывных работ в глубинных скважинах. Его используют при изготовлении термостойкого пороха и в термостойких электродетонаторах ТЭД-200. Октоген используют также для снаряжения детонирующего шнура ДШТ-200.

Транспортируют октоген в водонепроницаемых мешках (резиновых, прорезиненных или пластиковых) в форме пастообразной смеси или в брикетах, содержащих не менее 10% жидкости, состоящей из 40% (весовых) изопропилового спирта и 60% воды.

Смесь октогена с тротилом (30 на 70% или 25 на 75%) называется октол. Другая смесь, называемая окфол, представляющая собой однородный рассыпчатый порошок от розового до малинового цвета, на 95% состоит из октогена, десенсибилизированного на 5% пластификатором, это влияет на то, что скорость детонации падает до 8 670 м/с.

Твердые десенсибилизированные взрывчатые вещества смочены водой или спиртами либо разбавлены другими веществами для подавления их взрывчатых свойств.

Жидкие десенсибилизированные взрывчатые вещества растворены или суспендированы в воде или других жидких веществах для образования однородной жидкой смеси с целью подавления их взрывчатых свойств.

Гидразин и астролит

Гидразин и его производные чрезвычайно токсичны по отношению к различным видам животных и растительных организмов. Получить гидразин можно в результате реакции раствора аммиака с гипохлоритом натрия. Раствор гипохлорита натрия больше известен как белизна. Разбавленные растворы сульфата гидразина губительно действуют на семена, морские водоросли, одноклеточные и простейшие организмы. У млекопитающих гидразин вызывает судороги. В животный организм гидразин и его производные могут проникать любыми путями: при вдыхании паров продукта, через кожу и пищеварительный тракт. Для человека степень токсичности гидразина не определена. Особо опасно то, что характерный запах ряда гидразинопроизводных ощущается лишь в первые минуты контакта с ними. В дальнейшем вследствие адаптации органов обоняния это ощущение исчезает и человек, не замечая того, может длительное время находиться в зараженной атмосфере, содержащей токсические концентрации названного вещества.

Тетранитропентаэритрит

Тетранитрат пентаэритрита (PETN, ТЭН) — это нитратный эфир пентаэритрита, используемый в качестве энергетического и наполняющего материала для военных и гражданских целей. Вещество производится в виде белого порошка и часто является компонентом пластичных взрывчатых веществ. Он широко используется повстанческими отрядами и, вероятно, был выбран ими, потому что его очень легко активировать.

ТЭН сохраняет свои свойства при хранении дольше, чем нитроглицерин и нитроцеллюлоза. В то же время он легко взрывается при механическом ударе определенной силы. Был впервые синтезирован в качестве коммерческого взрывного устройства после Первой мировой войны. Он был оценен как у военных, так и у гражданских специалистов, прежде всего, за его разрушительную силу и эффективность. Его закладывают в детонаторы, взрывные колпачки и взрыватели для распространения серии детонаций от одного заряда взрывчатого вещества к другому. Смесь примерно равных долей ТЭНа и тринитротолуола (ТНТ) создает мощную военную взрывчатку, называемую пентолитом, которая используется в гранатах, артиллерийских снарядах и боеголовках с кумулятивным зарядом. Первые заряды пентолита были выпущены из старого противотанкового оружия типа базуки во время Второй мировой войны.

Взрыв пентолита в Боготе

ТЭН часто используют в террористических актах из-за его взрывной силы, возможности помещать в необычные упаковки и сложности обнаружения с помощью рентгеновского и другого обычного оборудования. Электрически активированный детонатор ударного типа можно обнаружить при обычном досмотре в аэропорту, если его перевозить на телах смертников, но он может быть эффективно скрыт в электронном приборе в виде пакетной бомбы, как это произошло при попытке взрыва грузового самолета в 2010 году. Тогда компьютерные принтеры с картриджами, наполненными ТЭН, были перехвачены органами безопасности только потому, что спецслужбы благодаря информаторам уже знали о бомбах.

Пластичные взрывчатые вещества — смеси, которые легко деформируются даже от незначительных усилий и сохраняют приданную им форму неограниченное время в условиях эксплуатационных температур.

Они активно применяются в подрывном деле для изготовления зарядов любой заданной формы непосредственно на месте проведения взрывных работ. Пластификаторами выступают каучуки, минеральные и растительные масла, смолы. Взрывчатыми компонентами служат гексоген, октоген, тетранитрат пентаэритрита. Пластификация взрывчатого вещества может быть произведена путем введения в его состав смесей нитратов целлюлозы и веществ, пластифицирующих нитраты целлюлозы.

Трициклическая мочевина

В 80-х годах прошлого века было синтезировано вещество трициклическая мочевина. Считается, что первыми, кто получил эту взрывчатку, были китайцы. Тесты показали огромную разрушительную силу мочевины — один ее килограмм заменял 22 кг тротила.

Идеальное взрывчатое вещество — это баланс между максимальной взрывчатой силой и максимальной стабильностью при хранении и транспортировке. Да еще и максимальная плотность химической энергии, невысокая стоимость в производстве и, желательно, экологическая безопасность. Добиться всего этого нелегко, поэтому для разработок в этой области обычно берут уже зарекомендовавшие себя формулы и пытаются улучшить одну из нужных характеристик без ущерба для остальных. Полностью новые соединения появляются крайне редко.

Октогéн (1,3,5,7-тетранитро-1,3,5,7-тетраазациклооктáн, циклотетраметилентетранитрамин, HMX) — (CH2)4N4(NO2)4, термостойкое бризантное взрывчатое вещество. 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.

Физические и химические свойства

Плотность: 1905 кг/м³.
Температура плавления 278,5—280 °C (с разложением).
Температура вспышки 330 °C.

Октоген почти нерастворим в воде, метаноле, этаноле, бензоле, диэтиловом эфире. Малорастворим в ацетоне, с аминами (ДМФА, диметиланилин) способен образовывать молекулярные комплексы.

Октоген сравнительно химически инертен, устойчив на свету, но гидролизуется при действии растворов щелочей в водном ацетоне либо концентрированных минеральных кислот.

Взрывчатые свойства

Обладает высокой чувствительностью к удару.
Скорость детонации 9100 м/с при плотности 1,84 г/см³.
Объём газообразных продуктов взрыва 782 л/кг.
Теплота взрыва 5,73 МДж/кг.
Фугасность 480 мл.
Тротиловый эквивалент 1,6.

Получение

Получают действием концентрированной азотной кислоты на уротропин в растворе уксусной кислоты, уксусного ангидрида и нитрата аммония в растворе азотной кислоты. Очищение технического октогена от примесей достигается обработкой ДМФА, который образует с октогеном комплексы. Эти комплексы отделяют от реакционной смеси и разрушают действием воды.

Перекристаллизация октогена проводятся из горячих насыщенных растворов в ацетоне, ацетонитриле и нитрометане, при медленной кристаллизации получается его β-модификация, при быстрой — α-форма.

Применение

Применяется при производстве пластичных взрывчатых веществ, взрывных работах в высокотемпературной среде. В составе смесевых ВВ используется для военных целей, как правило, для снаряжения кумулятивных зарядов, что увеличивает их бронепробиваемость приблизительно на 10 % по сравнению со снарядами из гексогена, и для снаряжения снарядов скорострельных мелкокалиберных пушек (например, ЗУ-23-2, ЗСУ-23-4 и M61 Vulcan), так как высокий темп стрельбы приводит к развитию в таких орудиях высоких температур, к которым октоген стоек. Наиболее часто используемые смесевые ВВ из октогена — октол (77 процентов октогена и 23 процента тротила) и окфол (95 процентов октогена и 5 процентов пластификатора, обычно воска). В составе пластитов используется диверсионными спецподразделениями. Компонент твёрдых ракетных топлив. Представляет интерес как термостойкое взрывчатое вещество (применяют при температурах до 210 °С) для перфорации высокотемпературных нефтяных и газовых скважин.

Читайте также: