O que é hexogênio: composição da matéria, produção, aplicação, poder

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O que é hexogênio: composição da matéria, produção, aplicação, poder
O que é hexogênio: composição da matéria, produção, aplicação, poder
Anonim

O que é RDX? Devido ao fato de que nomes diferentes são usados para essa substância em diferentes países, responder a essa pergunta não é tão simples quanto parece à primeira vista. TNT RDX é um explosivo em um saco plástico explosivo C-4. O RDX é estável no armazenamento e é considerado um dos explosivos militares mais energéticos e poderosos.

RDX em pó
RDX em pó

Outros nomes e história

RDX também é conhecido, mas menos comumente, como ciclonita, RDX (especialmente em inglês, francês, alemão), T4 e quimicamente como ciclotrimetilenotrinitramina. Na década de 1930, o Arsenal Real de Woolwich começou a pesquisar a ciclonita para uso contra submarinos alemães, que estavam sendo construídos com cascos mais grossos. O objetivo era desenvolver explosivos mais energéticos que o TNT. Por razões de segurança, o Reino Unido nomeou o instituto de pesquisa de ciclonitas de Departamento de Pesquisa Explosiva (R. D. X.). O termo RDX surgiunos Estados Unidos em 1946. Eles não sabem o que é hexógeno, porque essa palavra para RDX é usada quase exclusivamente em russo. Primeira referência pública no Reino Unido ao nome RDX ou R. D. X. para usar o nome oficial apareceu em 1948; seus patrocinadores foram o químico gerente, ROF Bridgewater, Pesquisa e Desenvolvimento Químico, Woolwich e Diretor da Royal Munitions, Explosives; novamente, essa substância foi simplesmente chamada de RDX.

Aplicativo

Os internos do bombardeiro usados no Daidusters Raid continham 6.600 libras (3.000 kg) de Torpex. As bombas Tallboy e Grand Slam projetadas por Wallis também usavam Torpex.

Acredita-se que RDX tenha sido usado em muitas bombas, incluindo bombas terroristas.

RDX foi usado por ambos os lados na Segunda Guerra Mundial. Os EUA produziram cerca de 15.000 toneladas por mês durante a Segunda Guerra Mundial e a Alemanha cerca de 7.000 toneladas por mês. O RDX tinha a grande vantagem de ter mais poder explosivo do que o TNT usado na Primeira Guerra Mundial e não exigia nenhuma matéria-prima adicional para fazê-lo.

Pedaços de RDX
Pedaços de RDX

Abertura

Hexogen foi criado em 1898 por Georg Friedrich Henning, que recebeu uma patente alemã (Patente nº 104280) para sua fabricação por nitrólise de hexamina (hexametilenotetramina) com ácido nítrico concentrado. Essa patente mencionava as propriedades medicinais da substância; no entanto, mais três patentes alemãs recebidas por Henning em 1916 descreveram o hexógeno comosubstância adequada para uso em propulsores sem fumaça. Os militares alemães começaram a pesquisar seu uso em 1920, referindo-se a ele como RDX. Os resultados da pesquisa e desenvolvimento não foram publicados até que Edmund von Hertz, descrito como um cidadão austríaco e depois alemão, recebeu uma patente britânica em 1921 e uma patente dos Estados Unidos em 1922. Ambos os pedidos de patente foram examinados na Áustria. Os pedidos de patentes britânicas incluíam a produção do explosivo RDX por nitração, seu uso com ou sem outros explosivos, como carga explosiva e como detonador. O pedido de patente dos EUA era para o uso de um dispositivo explosivo oco contendo RDX e uma tampa detonadora contendo RDX. Na década de 1930, a Alemanha desenvolveu métodos aprimorados para a produção de RDX.

Terceiro Reich

Durante a Segunda Guerra Mundial, a Alemanha usou os nomes W S alt, SH S alt, K-method, E-method e KA-method para diferentes tipos de RDX. Esses nomes representavam os identificadores para os desenvolvedores das várias rotas químicas para RDX. O método W foi desenvolvido por Wolfram em 1934 e deu ao RDX o codinome "W-Salz". Ele usou ácido sulfâmico, formaldeído e ácido nítrico. O SH-Salz (sal SH) foi obtido de Schnurr, que desenvolveu um processo descontínuo para a síntese de hexogênio em 1937-1938. à base de nitrólise de hexamina. O método K de Keffler envolveu a adição de nitrato de amônio ao processo de criação de explosivos. O método E desenvolvido por Ebel revelou-se idêntico aos descritos acima.métodos.

Projéteis explosivos disparados pelo canhão MK-108 e ogiva do foguete R4M, usados no caça da Luftwaffe como armas ofensivas, usaram o RDX como base explosiva. O leitor pode ver a fórmula RDX na figura abaixo.

Moléculas RDX
Moléculas RDX

Reino Unido

No Reino Unido (Grã-Bretanha), o RDX foi fabricado a partir de 1933 pelo departamento de pesquisa na planta piloto do Royal Arsenal em Woolwich, Londres, e na planta piloto maior construída em RGPF W altham Abbey perto de Londres em 1939. Em 1939, uma planta industrial de dois componentes foi projetada para ser instalada em um novo local de 700 acres (280 ha), ROF Bridgwater, longe de Londres, e a produção de RDX começou na cidade de Bridgwater em um local em agosto de 1941.

A planta ROF Bridgwater usou amônia e metanol como matéria-prima: o metanol foi convertido em formaldeído e parte da amônia foi convertida em ácido nítrico, que foi concentrado na produção de RDX. O resto da amônia reagiu com formaldeído para dar hexamina. A fábrica de hexamina foi construída pela Imperial Chemical Industries. Ele incluiu alguns recursos baseados em dados dos EUA (EUA). O RDX foi feito pela adição contínua de hexamina e ácido nítrico concentrado a uma mistura resfriada de hexamina e ácido nítrico em um nitrador. A composição do RDX não mudou. RDX foi purificado e processado conforme pretendido; também foi restaurado ereaproveitamento de metanol e ácido nítrico. As estações de tratamento de nitração de hexamina e RDX foram duplicadas para fornecer algum seguro contra perda de produto devido a incêndio, explosão ou ataque aéreo.

O Reino Unido e o Império Britânico lutaram sem aliados contra a Alemanha nazista até meados de 1941 e tiveram que ser autossuficientes. Naquela época (1941) a Grã-Bretanha tinha capacidade para produzir 70 toneladas (71 t – 160.000 libras) de RDX por semana; tanto o Canadá quanto os EUA foram considerados clientes para fornecimento de munição e explosivos, incluindo RDX. Em 1942, a necessidade anual da RAF é estimada em 52.000 toneladas (53.000 toneladas) de RDX, a maioria dos quais veio da América do Norte (Canadá e Estados Unidos). O modelo da fórmula RDX está na figura abaixo.

Modelo de moléculas hexogênicas
Modelo de moléculas hexogênicas

Canadá

No Canadá, eles sabem há muito tempo o que é hexógeno. Neste país, outro método de produção desse explosivo foi encontrado e usado, possivelmente no departamento de química da Universidade McGill. Este método foi baseado na reação de paraformaldeído e nitrato de amônio em anidrido acético. Um pedido de patente britânico foi feito por Robert W alter Schiessler (Universidade Estadual da Pensilvânia) e James Hamilton Ross (McGill, Canadá) em maio de 1942; A patente do Reino Unido foi emitida em dezembro de 1947. Gilman afirma que o mesmo método de produção foi descoberto independentemente por Ebel na Alemanha antes de Schiessler e Ross, mas isso não era conhecido pelos Aliados. Urbansky dá detalhes sobrecinco métodos de produção, e ele se refere a este método como o método E (alemão). Agora não existem apenas métodos mais eficientes para sua produção, mas, de fato, as substâncias são muito mais poderosas que o hexógeno.

EUA

No início da década de 1940, os maiores fabricantes de explosivos dos EUA, E. I. Pont de Nemours & Company e Hercules, tinham anos de experiência na produção de trinitrotolueno (TNT) e relutavam em experimentar novos explosivos. O Exército dos EUA teve a mesma opinião e queria continuar usando TNT. O RDX foi testado pelo Arsenal Picatinny em 1929 e foi considerado muito caro e muito sensível. A Marinha sugeriu continuar o uso de picrato de amônio. Em contraste, o National Defense Research Committee (NDRC), que visitou o Royal Arsenal, Woolwich, acreditava que novos explosivos eram necessários. James B. Conant, presidente do Departamento B, deseja continuar a pesquisa nesta área. Assim, Conant montou um Laboratório Experimental de Explosivos no Bureau of Mines, Bruxelas, Pensilvânia, usando as instalações do Escritório de Pesquisa e Desenvolvimento (OSRD). O uso do RDX foi principalmente militar.

explosão RDX
explosão RDX

Em 1941, uma missão britânica Tizard visitou os departamentos do Exército e da Marinha dos EUA, e algumas das informações fornecidas incluíam detalhes do método Woolwich para produzir RDX (RDX) e estabilizá-lo misturando-o com cera de abelha. O Reino Unido solicitou que os EUA e o Canadá juntos fornecessem 220 toneladas (440.000libras) RDX por dia. A decisão foi tomada por William P. P. Blandy, chefe do Bureau of Munitions, e decidiu-se adotar o RDX para uso em minas e torpedos. Dada a necessidade imediata de RDX, a unidade de combate dos EUA, a pedido de Blandy, construiu uma fábrica que copiou imediatamente os equipamentos e processos utilizados em Woolwich. O resultado disso foi o Wabash Ordnance Guard sob E. I. du Pont de Nemours & Company. Naquela época, a maior fábrica de ácido nítrico do mundo estava envolvida nessas obras. O processo de Woolwich era caro; para cada libra de RDX foram necessários 11 libras (5,0 kg) de ácido nítrico forte.

Método do problema

No início de 1941, o NCRR estava estudando novos processos. O processo de Woolwich, ou processo de nitração direta, tem pelo menos duas sérias desvantagens: utiliza grandes quantidades de ácido nítrico e dissolve pelo menos metade do formaldeído. Um mol de hexametilenotetramina não pode fornecer mais do que um mol de RDX. Pelo menos três laboratórios sem experiência anterior em explosivos foram encarregados de desenvolver melhores métodos de fabricação para RDX; eles foram baseados nas universidades públicas de Cornell, Michigan e Pensilvânia. Werner Emmanuel Bachmann de Michigan desenvolveu com sucesso o "processo combinado" combinando o processo canadense com nitração direta. O processo de combinação exigia grandes quantidades de anidrido acético em vez de ácido nítrico no antigo processo "vulvist" britânico. Idealmente, o processo de combinação pode produzir dois mols de RDX de cadamol de hexametilenotetramina.

Incêndio após explosão RDX
Incêndio após explosão RDX

A enorme produção de RDX não pode continuar a depender do uso de cera de abelha natural para dessensibilização. O laboratório de pesquisa da Bruceton Explosives desenvolveu um substituto estabilizador à base de petróleo.

Produção adicional

NERC contratou três empresas para desenvolver plantas piloto. Estes foram: a Western Cartridge Company, E. I. du Pont de Nemours & Company, e a Tennessee Eastman Company, parte da Eastman Kodak. Na Eastman Chemical Company (TEC), fabricante líder de anidrido acético, Werner Emmanuel Bachmann desenvolveu um processo contínuo para criar o RDX. O RDX era fundamental para as operações militares e seu processo de produção era muito lento na época. Em fevereiro de 1942, a TEC começou a fazer pequenos volumes de RDX em sua planta piloto, Wexler Bend, o que levou o governo dos EUA a permitir que a TEC projetasse e construísse o Works of Holston Ordnance Works (HOW) em junho de 1942. Em abril de 1943, o RDX estava sendo produzido lá. No final de 1944, a fábrica de Holston e a Wabash Ordnance Plant, que usavam o processo Woolwich, estavam produzindo 25.000 toneladas curtas (23.000 toneladas - 50 milhões de libras) de composição "B" por mês.

Processo alternativo

O processo de Bachmann para síntese RDX mostrou-se mais eficiente em termos de rendimento do que o método usado no Reino Unido. Mais tarde, isso levou à produção de RDX usando o processo Bachmann.

Ataque com hexógeno
Ataque com hexógeno

Result

O objetivo do Reino Unido na Segunda Guerra Mundial era usar um RDX "dessensibilizado". No processo original Woolwich RDX, RDX foi fleumatizado com cera de abelha, mas depois foi usada cera de parafina com base no trabalho feito em Bruceton. Caso o Reino Unido não conseguisse obter RDX suficiente para atender às suas necessidades, algumas das deficiências nos métodos de produção foram corrigidas com a substituição do amatol, uma mistura de nitrato de amônio e TNT. Esta informação será útil para todos que ainda não sabem o que é hexógeno.

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