Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию

Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева

В. Ф. Жилин, В. Л. Збарский, Н. В. Юдин

МАЛОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА

Допущено Учебно-методическим объединением по образованию в области химической технологии и биотехнологии в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по специальности 24 07 01 «Химия и технология органических соединений азота»

Москва 2008

УДК 662.2+547.546 ББК 35.63

Ж 72

Рецензенты:

Доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией института органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН

О. А. Лукьянов

Доктор технических наук, профессор Российского химико-технологического университета им. Д.И.Менделеева

Д. Л. Русин

Жилин В.Ф.

Ж72 Малочувствительные взрывчатые вещества: учеб. пособие/ В. Ф. Жилин,

В.Л. Збарский, Н. В. Юдин. М.: РХТУ им.Д. И. Менделеева, 2008. –160 с.

ISBN 978-5-7237-0678-1

Впервые в отечествественной литературе систематизированы сведения о новом классе энергоемких материалов - малочувствительных ВВ.

Сегодня малочувствительные ВВ становятся основой для боеприпасов нового поколения, отличающихся большой мощностью при высокой безопасности изготовления, применения и хранения. Рассмотрены общие особенности этого класса соединений и подробно описаны свойства его основных представителей.

Предназначено для студентов специальностей 24 07 01, 24 07 02, а также для аспирантов и исследователей, работающих в области технологии и применения ВВ.

УДК 662.2+547.546 ББК 35.63

Учебное издание

ЖИЛИН Виктор Федорович ЗБАРСКИЙ Витольд Львович ЮДИН Николай Владимирович

Малочувствительные взрывчатые вещества

Редактор Р. Г. Чиркова Подписано в печать 11.12.07. Формат 60 х 84 1/16. Отпечатано на ризографе. Бумага

университет им. Д. И. Менделеева, 2008 © Жилин В. Ф., Збарский В.Л., Юдин Н. В., 2008

2

2.3.Использование ………………………………………………….. 49

3.Нитротриазолон …………………………………………………... 50

3.3.Получение в лаборатории и в промышленности ………………. 73

3.4.N-Нитро-1,2,4-триазол-5-он и его свойства ……………………... 80

3.5.Применение ………………………………………………………. 82

4.1,1-Диамино-2,2-динитроэтилен …………………………………. 88

3

4.5. Применение ……………………………………………………… 109

5.Гексанитростильбен ………………………………………………… 110

5.1.Химические, физические и взрывчатые свойства ……………… 111 5.2. Синтез и технология …………………………………………….. 113 Получение на промышленных установках …………………… 130

5.3. Применение ……………………………………………………… 137

6.4,10-Динитро-2,6,8,12-тетраокса-4,10-диазатетрацикло_

[5.5.0.05,903, 11]додекан …………………………………………………. 138

6.1.Физические, химические и специальные свойства ………….. 138

6.2.Получение ……………………………………………………… 141

6.3.Применение …………………………………………………….. 146 Заключение …………………………………………………………. 147

Приложение 1. Описание аварий на американских авианосцах,

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

4

АДНА – аммониевая соль динитразовой кислоты БЛ – γ-бутиролактон

ВСПС – взрывчатые составы с полимерным связующим ВЭЖХ – высокоэффективная жидкостная хроматография ГНДБ – 2,2’,4,4’,6,6’-гексанитродибензил ГХ – газовая хроматография ДАДНЭ – 1,1-диамино-2,2-нитроэтилен

ДАТНБ – 1,3-диамино-2,4,6-тринитробензол ДМСО – диметилсульфоксид

ДНМИД – 2,2-динитрометилен-4,5-имидазолидиндион ДСК – дифференциалльная сканирующая калориметрия ИТМГ – иодид триметилгидразиния к – константа скорости К – константа равновесия

КДД – критический диаметр детонации МГ – малочувствительный гексоген МПД – 2-метил-4,6-пиримидиндион

МЧВВ – малочувствительное взрывчатое вещество МЧВС – малочувствительный взрывчатый состав НТО – 5 –нитро-1.2,4-триазол-5-он

NМП – N-метилпирролидон N-НТО – 1-нитро-1.2,4-триазол-5-он СК – семикарбазид солянокислый

ТАТНБ – 1,3,5-триамино -2,4,6 -тринитробензол ТГ – сплавы ТНТ и гексогена ТГФ – тетрагидрофуран

ТГП – 2,3,5,6-тетрагидроксипиперазин ТГДФП – 2,3,5,6-тетрагидрокси -1,4-диформилпиперазин ТНБ-А – 2,4,6-тринитробензил-анион ТНБХ – 2,4,6-тринитробензилхлорид ТНТ – 2,4,6-тринитротолуол ТО – 1,2,4-триазол-5-он

УФ – ультрафиолетовая спектрометрия ЯМР – ядерно-магнитный резонанс

AFX-645, AFX -757 – взрывчатые составы с полимерным связующим СL-20 – гексанитрогексаазаизовюрцитан

FOX-7 (см.ДАДНЭ)

Kel-F – полихлортрифторэтилен, Kel-F800 – хлортрифторэтилен – винилиденфторидный полимер

HMX – октоген

HTPB – гидратированный полибутадиен IHE – малочувствительные ВВ

PAX-21, PAX-25, PAX-40, PAX-41 – МЧВС, содержащие динитроанизол PBXN-109, PBXN-110 – МЧВС с полимерным связующим

PBXW-112, PBXW-114, PBXW-122, PBXW-124 – МЧВС, содержащие НТО RDX – гексоген; I-RDX, I-RDX®, RS-RDX (см МГ)

ТЕХ – 4,10-Динитро-2,6,8,12-тетраокса-4,10-диазатетрацикло [5.5.0.05,9 03,11] додекан

ВВЕДЕНИЕ

5

В течение последних 20 лет понятия “малочувствительные взрывчатые вещества” (МЧВВ) и “малочувствительные взрывчатые составы” (МЧВС) начали широко использоваться в научной и технической литературе, однако вопросы, связанные с получением, свойствами и применением этих соединений и составов практически не нашли отражения в отечественной учебной литературе. Целью настоящего пособия является ликвидация этого пробела.

В связи с отсутствием систематических данных по свойствам МЧВВ и МЧВС (обзоров, монографий), которые необходимы при изучении соответствующего раздела курса технологии энергоемких материалов, выполнении курсовых работ и проектов, в настоящем пособии представлены сведения о важнейших, используемых в настоящее время или рассматриваемых как наиболее перспективные МЧВВ. Информация о МЧВВ в имеющихся учебниках [1] и справочниках [2,3] крайне скудна и в значительной степени устарела. Некоторые вопросы химии этого класса взрывчатых веществ (ВВ) были освещены в двух специальных выпусках «Российского химического журнала» [4].

Основным направлением в развитии ВВ во второй половине ХХ века было повышение мощности зарядов, основанное на увеличении энергоемкости и плотности. К сожалению, чем выше мощность ВВ, тем опаснее они в производстве и при использовании. С увеличением мощности ВВ возрастала их чувствительность к механическим (удару, трению, прострелу пулей или поражению осколками) и тепловым (нагревание, действие “луча огня” или электрической искры) импульсам. Например, тэн, октоген, гексоген и многие ВВ следующего поколения, содержащие тринитрометильные, фуроксановые, фуразановые фрагменты, являются мощными ВВ, но в то же время обладают высокой чувствительностью, что затрудняет их применение. Наоборот, такие

6

относительно безопасные и малочувствительные ВВ, как тринитротолуол (ТНТ) и его аналоги, оказываются неудовлетворительными по взрывчатым характеристикам для применения их в бронебойных кумулятивных боеприпасах и других изделиях. Особенно остро проблема безопасности встала в связи с созданием ядерного оружия, важным элементом конструкции которого является заряд взрывчатого вещества. Возросшее внимание к вопросам безопасности привлекли и военные конфликты последних десятилетий. В их ходе были зафиксированы многочисленные случаи взрывов боеприпасов внутри танков во время арабо-израильского конфликта в 1967 г., взрыв фрегата “Шеффильд» во время англо_ аргентинского конфликта у Фольклендских островов, подводной лодки «Курск» – трагедии, когда гибель кораблей, танков и их экипажей была обусловлена несанкционированным срабатыванием боезапасов, что показало всю остроту этой проблемы. В США особый резонанс получили аварии на авианосцах ВМС, происшедшие в 60–80-е годы ХХ в. [5] (см. Приложение 1).

Широкую известность получили взрывы, имевшие место при транспортировке энергоемких материалов, например, в Арзамасе в 1981г., а также в Роузвилле в Калифорнии и в Бенсоне в Аризоне в США в 1973 г. [6б], когда взрывы железнодорожных вагонов с ВВ привели к огромному экономическому ущербу и человеческим жертвам. Истинным бедствием стали многочисленные взрывы боеприпасов на военных складах и арсеналах. Достаточно упомянуть взрывы на складах Тихоокеанского флота в октябре 2005 г. в поселке Новые Каряки на Камчатке, взрывы на складе боеприпасов в г. Новобогдановка Запорожской области на Украине в 2004 и 2006 гг., ущерб от которых измеряется сотнями миллионов долларов. Во время взрыва склада боевой техники и боеприпасов армии США в Кэмп Доха после окончания войны c Ираком [7] армия США

7

потеряла больше танков, чем в течение всей войны. Общей особенностью всех упомянутых выше взрывов является то, что они были инициированы случайными воздействиями, например, пожарами, и, следовательно, такие трагедии могут легко произойти при действиях террористов.

Совокупность новых реальностей привела к необходимости начать разработку нового класса ВВ, которые, при мощности превышающей составы на основе ТНТ, обладали чувствительностью на его уровне и обеспечивали высокую безопасность при случайных воздействиях. Вещества и составы этого класса не должны взрываться при поражении осколками или пулей, при нахождении в непосредственной близости от цели, которая должна быть поражена. При экстремальных температурах они должны устойчиво гореть, но не взрываться. Этот класс соединений назван малочувствительными ВВ (insensitive high explosive, IHE, МЧВВ) и включает кроме индивидуальных химических соединений малочувствительные взрывчатые составы (МЧВС).

Судя по всему, этот термин был принят в США для характеристики соединений и составов с пониженным уровнем восприимчивости к различным механическим и термическим воздействиям, а также затрудненным переходом горения в детонацию в 1978 г. В 1985 г. Национальная технико-информационная служба министерства торговли США приняла свод требований к МЧВВ «IHE Material Qualification Tests, Description and Criteria», который был модернизирован и уточнен Комитетом по взрывобезопасности Министерства энергетики США в 1998 г. [8]. Эти критерии были подтверждены и дополнены в 2004 г. [9].

Одновременно понятие – МЧВВ или ВВ пониженной чувствительности – было введено в документы ООН и всех крупных стран, включая Россию [10–13].

8

1. МАЛОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА – НОВЫЙ КЛАСС ВВ

1.1.Требования к малочувствительным взрывчатым веществам

исоставам

Чтобы охарактеризовать опасность ВВ в ООН была разработана классификация опасности применительно к их транспортировке и хранению [10] . В России эта классификация закреплена ГОСТ 19433-88 [11,12] (Приложение 2). Согласно последнему взрывчатые материалы относятся к классу 1 опасных грузов, и для них введены следующие подклассы

1.1.Взрывчатые материалы с опасностью взрыва массой

1.2.Взрывчатые материалы, не взрывающиеся массой

1.3.Взрывчатые материалы пожароопасные, не взрывающиеся массой

1.4.Взрывчатые материалы, не представляющие значительной опасности

1.5.Очень нечувствительные взрывчатые материалы с опасностью массового взрыва

1.6.Изделия чрезвычайно низкой чувствительности

Существовавшие до недавнего времени штатные ВВ и составы: гексоген, октоген, тетрил, тэн (в чистом и флегматизированном виде), а также составы на их основе: тротил–гексоген (ТГ), октолы, «композиция В» (59,5% гексогена, 39,5% тротила, 1% воска) и т.д. относятся к подклассу 1.1. К нему относят как насыпные ВВ, так и боеприпасы: промышленные заряды, артиллерийские снаряды, ракеты, снаряженные ТНТ или «Композицией В», полностью детонирующие кассетные бомбы

9

и т. д. Эти материалы могут полностью детонировать, если их малая часть инициируется различными методами, причем они могут вызвать детонацию хранящихся рядом штабелей или боеприпасов. Такие взрывы могут являться причиной разрушения рядом расположенных объектов.

Чтобы определить к какому подклассу относится ВВ, ВС или изделие, в соответствии с требованиями ООН, проводят испытания одиночного изделия (боеприпасы и т.п.) или упаковки (мешок ВВ и т.д.) на полноту детонации при инициировании стандартным капсюлемдетонатором или капсюлем-воспламенителем (испытание серии 6а «Руководства…» [13]) Фиксируют образование воронки, повреждение контрольной металлической (толщина 3 мм) пластины, на которой располагался заряд, разрушение ограждения и т.д. При следующем испытании (серия 6в «Руководства…») производят подрыв штабеля или набора изделий от одного детонатора, помещенного в одну из упаковок (изделий), и о наличии распространения детонации на другие упаковки судят по величине воронки, изменению пластины и разрушению ограждения, которое должно быть значительно большим, чем для одиночного заряда. В случае взрыва всего штабеля вещество относят к подклассу 1.1.

Еще один вид испытаний (серия 6с «Руководства…») заключается в реакции образца на внешний огонь. Образцы (боеприпасы или другие изделия) или упаковки (мешки с ВВ и т.п.) общим объемом до 0,15 м3 помещают на стенд – металлическую решетку, расположенную над источником пламени. Стенд окружен со всех сторон экранирующими алюминиевыми листами, вокруг которых имеется дополнительное ограждение. Затем зажигают огонь, который омывает весь заряд, и определяют эффект. Если произошел массовый взрыв, то вещество относят к подклассу 1.1. Если после воспламенения пробито отверстие в одном из

10

окружающих щитов или произошло разбрасывание металлических осколков, то вещество относят к подклассу 1.2.

В настоящее время считают, что малочувствительные взрывчатые вещества нового поколения должны относиться к подклассам 1.2. и 1.5.

Требования, предъявляемые ООН к ВВ, ориентированы на безопасность при перевозках и не отражают всего комплекса требований к современным ВВ, которые необходимы для понижения вероятности возникновения случайного взрыва. Более подробно эти требования учтены

вдирективных документах США, которые содержат комплекс испытаний, которым должны удовлетворять ВВ класса МЧВВ (представлены в Приложении 3).

Вкачестве стандартного индивидуального ВВ класса МЧВВ (IHE) используют 1,3,5-триамино-2,4,6-тринитробензол (ТАТНБ, TATB), который характеризуется низкой чувствительностью к механическим воздействиям и благодаря высокой плотности обладает хорошими взрывчатыми характеристиками.

Использование малочувствительных ВВ в ядерных боеприпасах США было, по-видимому, начато в 1978 г. По крайней мере, сообщается, что уже

в1980 г. тактические ядерные боеприпасы В61-3 и В61-4 была снаряжены с использованием МЧВС [14]. В настоящее время малочувствительными мощными ВВ для ядерного оружия являются составы LX-17 (Ливермор) и PBX-9502 (95% ТАТНБ и 5% полихлортрифторэтилена (Kel-F), ЛосАламос), изготовленные на основе ТАТНБ. Однако из-за сложности получения ТАТНБ (см. раздел 2), объем его производства не может быть большим, и, вследствие этого, области применения ограничены.

Была поставлена задача создания МЧВС для широкого

использования на базе дешевого и доступного сырья и с простой технологией. Такие МЧВВ и составы на их основе должны быть близки по

11

мощности к составам на основе гексогена, удобны для снаряжения, в первую очередь, методом заливки, и обладать чувствительностью на уровне тротила. Кроме этого, при выборе МЧВС следует учитывать возможность последующего расснаряжения боеприпасов и экологические проблемы [15].

В настоящее время интенсивные исследования по синтезу, получению и изучению свойств МЧВВ и МЧВС проводятся в США, Франции и ряде других стран.

Сформулированные в США в 2002 г. задачи по созданию и исследованию МЧВС были сведены к следующему:

1)технические параметры – 50% снижение чувствительности к удару, трению, тепловым импульсам, при повышении энергетических параметров по сравнению с используемыми в настоящее время ВВ и ВС;

2)применяемые материалы – различные ВВ, включая циклические нитрамины, например, гексанитрогексаазавюрцитан (CL-20), 3-нитро1,2,4- триазол-5-он (НТО), аммониевая соль динитразовой кислоты (AДНА), гексанитростильбен (ГНС);

3)оборудование – специально разработанные смесители и установки для снаряжения заливкой;

4)область использования – заряды ВВ и ракетное топливо [16].

Следует отметить, что задача имеет комплексный характер, и существуют различные подходы к ее решению.

Впервом приближении их можно сформулировать так:

1.Введение в существующие составы новых инертных или

активных добавок (вместо используемых в настоящее время), значительно снижающих восприимчивость к ударной волне и другим импульсам. Такой подход практически не изменяет технологию составов и снаряжения боеприпасов по сравнению с действующей.

12

2. Изменение свойств ВВ, используемых в настоящее время в боеприпасах, за счет изменения структуры кристаллов или других параметров для достижения тех же целей.

3. Синтез новых соединений, отличающихся, подобно ТАТНБ, чрезвычайно низкой чувствительностью к различным начальным

США заменяют существующие ВВ новыми, менее чувствительными составами типа PBXN-103 и PBXN-109. имеющие критические диаметры детонации больше чем 25 мм. Предполагается, что будущее подводных и авиационных боеприпасов за МЧВС с критическим диаметром больше 25 мм.

2.2. Новые инертные или активные добавки, снижающие восприимчивость к начальным импульсам, для существующих составов

В настоящее время на вооружении большинства стран находятся, преимущественно взрывчатые составы на основе тротила, гексогена и октогена. Решение задачи снижения чувствительности, а, следовательно, и повышения безопасности при производстве и употреблении боеприпасов, использующих эти ВВ, имеет несколько направлений.

Первое связано с заменой тринитротолуола (ТНТ). Разработчики стремятся исключить боеприпасы, базирующиеся на его основе, при

13

сохранении той же технологии изготовления литьевых зарядов, как при использовании ТНТ, в первую очередь, из-за экологических проблем при производстве. В качестве одного из таких составов предложен MNX-194 на основе гексогена с восковым связующим, который используется для снаряжения 155 мм боеприпасов. В качестве другого примера можно привести разработанные в Пикатинском Арсенале составы РАХ-21, РАХ-24 и РАХ-25 (гексоген, динитроанизол, перхлорат аммония и метилнитрамин, взятые в различных соотношениях), предназначенные для замены «Композиции В» (59,5% гексогена, 39,5% тротила и 1% воска). Предложено использовать вместо октола (смеси октогена с тротилом, содержащие до 75% октогена) состав РАХ-40, содержащий октоген, динитроанизол и метилнитрамин, а вместо циклотола (смеси гексогена с тротилом, в которых обычно содержится более 60% гексогена) состав РАХ-41, который содержит гексоген, динитроанизол и метилнитрамин. Составы РАХ-40 и РАХ-41 превосходят заменяемые по скорости детонации и значительно менее чувствительны к удару [17]. Все указанные составы обладают меньшей склонностью к растрескиванию и менее токсичны, чем составы, применяемые в настоящее время.

Второе направление основано на использовании во взрывчатых составах полимерных связующих, что приближает такие составы по своей природе и опасности к твердым ракетным топливам. Эти составы получили название – литьевые взрывчатые составы с полимерным связующим (ВСПС, cast Plastic Bonded Explosives, cast PBX’s) или композитные материалы. Использование полимерного связующего позволяет увеличить содержание в составах энергоемких материалов, таких как гексоген, октоген, а в перспективе и CL-20, и, следовательно, повысить эффективность боеприпасов. Последние могут снаряжаться

14

методом заливки, что понижает опасность и повышает технологичность снаряжения. Такие составы разрабатываются в ряде стран.

В США в числе первых МЧВС этого класса можно назвать составы AFX-645 и AFX-757, разработанные в Air Force Research Laboratory (отсюда название состава: первые две буквы из названия разработчика и Х – обозначение ВВ), и РАХ-28 , созданный в Рicatinny Arsenal. Последний состав содержит гексоген, динитроанизол, алюминий, перхлорат аммония и метилнитрамин и предназначен для снаряжения унитарных боеголовок. Фактор эквивалентности по отношению к композиции В равен 1,62. В 2000–2002 гг. в США осуществлялась модернизация крупных боеприпасов, таких как 450 и 900 кг (1000 и 2000 фунтовые) бомбы Мк-82 и Мк-84, в связи с переходом на заполнение их МЧВС. В качестве последнего использовали разработанный в 90-е годы состав AFX-645, отличающийся простой технологией [18]. Эти составы не содержат TNT, удовлетворяют всем требованиям к МЧВВ, определенным в MIL-STD-2105B, и могут быть отнесены к классу 1.2.3J классификации опасности [19].

Большой набор МЧВС с полимерным связующим для литьевого снаряжения разработан фирмой Eurenco (Франция, Швеция, Финляндия). При получении этих резиноподобных МЧВС с высоким содержанием наполнителя разработчики использовали достижения технологии ТРТ. Процесс включает смешение компонентов наполнителя: собственно ВВ (гексоген, октоген, тэн, НТО и др.) и других ингредиентов (перхлорат аммония, алюминий и др.) с жидким олигополимером до образования однородной пасты, которую заливают в форму или непосредственно в оболочку боеприпаса с последующим термохимическом отверждением. Преимуществами процесса являются возможность широкого варьирования состава, отсутствие пористости и необходимости механической обработки заряда. Достоинства зарядов этого типа – отсутствие экссудации и

15

растрескивания при изменении температуры и старении, хорошие механические характеристики, пониженная ударно-волновая чувствительность и чувствительность к удару. Благодаря этим достоинствам снижаются расходы на их перевозку и хранение.

На первом этапе создания ВСПС в 70–80 гг. ХХ в. эти составы предполагалось использовать преимущественно в боеголовках ракет. Начиная со второй половины 80-х годов, область их использования значительно расширилась (боевые части торпед и ракет, подводные мины, бронебойные снаряды). Во второй половине 90-х годов начинается использование ВСПС для снаряжения авиационных бомб, артиллерийских снарядов и других боеприпасов. В 2003 г. фирма «SME» во Франции изготавливала снаряженные ВСПС 120 мм танковые снаряды для Германии и 120 мм снаряды для минометов в США [20]. Наиболее известными из составов, производимых «SME @ Eurenko», являются PBXN-109 (i-гексоген + Al + инертное связующее) и PBXN-110 (октоген + инертное связующее) [21].

Сравнительно недавно в США разработан пластизольный литьевой состав для военно-морских боеприпасов РВХIH-135, который превосходит ранее существовавшие составы по работоспособности и устойчивости к действию ударной волны. Этот состав, включающий металлический Аl, предназначен также для боеприпасов объемного взрыва (thermobaric Explosive) и был испытан в ракете Strike Eagle [17].

1.3 Малочувствительные взрывчатые составы на основе модифицированных взрывчатых веществ

Первые сообщения о возможности значительного снижения чувствительности боеприпасов на основе циклических нитраминов за счет изменения структуры кристаллов последних появились в начале 90 годов ХХ в., а уже к середине десятилетия во Франции фирмой «SME» было

16

налажено производство малочувствительного гексогена (МГ) марки i-гексоген (insensitive гексоген) из гексогена, полученного нитролизом уротропина по окислительному методу. Описание технологии в литературе отсутствует [22].

Аналогичные работы, направленные на разработку метода изготовления сферических частиц гексогена с улучшенной поверхностью проводились в Норвегии фирмой «Dyno Nobel ASA», которая является крупнейшим производителем гексогена и октогена по уксусноангидридному методу в Европе, и лабораторией «TNO Prins Maurits» в Нидерландах.

Первоначально сферические частицы гексогена были получены при механической обработке кристаллов технического гексогена в его

сферические частицы с очень гладкими поверхностями (рис.1.1). Полученные продукты существенно различаются по величине

кристаллическим гексогеном. Этот эффект был продемонстрирован при использовании 50 мм зарядов в методе испытаний ударно-волновой чувствительности через преграду из полиметилметакрилата [23]. Показано, что давление, нужное для инициирования заряда ВСПС, состоящего из 85 % гексогена и 15% HTPB (полибутадиен с концевыми гидроксильными группами), при использовании необработанных частиц гексогена, составляет 3.3 ГПa и возрастает до 3.9 ГПa при применении сферических частиц. Эти данные указывают, что изменение в форме взрывчатых частиц от многогранных до более или менее сферических ведет к заметному

17

снижению чувствительности взрывчатых составов. Однако полученный таким образом продукт оказался менее эффективным, чем МГ– i-гексоген.

Рис.1.1. Кристаллы гексогена различной степени обработки

А – товарного, Б – сферического, В, Г – обработанного сферического

Дальнейшее улучшение качества гексогена было достигнуто при его перекристаллизации. Отмечается, что качество получаемых кристаллов сильно зависит от природы растворителя и связано с концентрацией вещества в пересыщенном растворе.

Правильные кристаллы гексогена с низким содержанием включений были получены при перекристаллизации из циклогексанона, содержащего 3% воды; в то же время в безводном циклогексаноне образуются неправильные кристаллы. Предполагают, что небольшое количество воды в растворе гексогена в циклогексаноне предотвращает или подавляет случайное зародышеобразование. Последнее наблюдается на поверхностях кристаллов гексогена при кристаллизации из сухого

18

циклогексанона из-за присутствия побочных продуктов, содержащих N-(C=O)-группы (которые образуются в процессе синтеза гексогена по уксусноангидридной технологии) [24]. На основе этих результатов, рекомендуют при крупнотоннажном производстве гексогена использовать циклогексанон, насыщенный водой, вместо чистого циклогексанона.

Кристаллы высокого качества были получены также из БЛ при сравнительно высоких пересыщениях исходного раствора.

В дальнейшем были разработаны две марки товарного гексогена: I-гексоген и RS-гексоген (reduced sensitivity RDX). Первый из них получают улучшенной кристаллизацией, а второй – специальной обработкой товарного гексогена. Показано, что введение МГ этих марок понижает чувствительность приготовленных на их основе составов типа PBXN-109. Результаты представлены в табл.1.1.

Таблица 1.1

Чувствительность гексогена различных марок и составов на их основе

гексогеном

Состав с RSгексогеном 95 6,2 8,6

*толщина карты 0,25 мм (описание Gap-test смотреть на с. 156)

Аналогичная картина наблюдается для многих прессованных зарядов, однако в изделиях на основе «Композиции-А3» чувствительность к ударным воздействиям не изменяется.

Измерения плотности, проведенные с помощью растворов бромистого цинка в воде, показали, что плотность перекристаллизованного

19