Kaip sprogmenys. Sprogmenys: veikimo principas ir pagrindiniai tipai. Pradėkite nuo skystos formos

SPROGMENYS (a. sprogstamosios medžiagos, sprogdinimo medžiagos; n. Sprengstoffe; f. sprogmenys ir. sprogstamosios medžiagos) yra cheminiai junginiai arba medžiagų mišiniai, galintys tam tikromis sąlygomis itin greitai (sprogstamai) savaime plisti cheminiu būdu, išskirdami šiluma ir dujinių produktų susidarymas.

Sprogmenys gali būti bet kokios agregacijos būsenos medžiagos arba mišiniai. Plačiai naudojamas vadinamuosiuose kondensuotuose sprogmenyse, kuriems būdinga didelė šiluminės energijos tūrinė koncentracija. Skirtingai nuo įprastinio kuro, kurio degimui reikalingas išorinis dujų tiekimas, tokie sprogmenys išskiria šilumą dėl intramolekulinio skilimo procesų arba sąveikos sudedamosios dalys mišiniai, jų skilimo ar dujinimo produktai. Specifinis šiluminės energijos išsiskyrimo pobūdis ir jos transformavimas į kinetinė energija Sprogimo produktai ir smūginės bangos energija lemia pagrindinę sprogmenų, kaip kietųjų terpių (daugiausia) ir konstrukcijų traiškymo ir naikinimo bei susmulkintos masės judėjimo, taikymo sritį (žr.).

Priklausomai nuo išorinio poveikio pobūdžio, sprogstamųjų medžiagų cheminiai virsmai vyksta: kai kaitinama žemiau savaiminio užsidegimo (blyksnio) temperatūros – gana lėta. terminis skilimas; kai užsidega - degimas judant reakcijos zonai (liepsnai) per medžiagą su pastovus greitis apie 0,1-10 cm/s; su smūgio bangos veikimu – sprogmenų detonacija.

Sprogmenų klasifikacija. Yra keletas sprogmenų klasifikavimo požymių: pagal pagrindines virsmo formas, paskirtį ir cheminę sudėtį. Atsižvelgiant į transformacijos pobūdį eksploatacinėmis sąlygomis, sprogmenys skirstomi į raketinį (arba) ir. Pirmieji naudojami degimo režimu, pavyzdžiui, šaunamuosiuose ginkluose ir raketų varikliuose, o antrieji režimu, pavyzdžiui, šaudmenyse ir toliau. Pramonėje naudojami sprogmenys yra vadinami. Paprastai prie tinkamų sprogstamųjų medžiagų priskiriamos tik didelės sprogstamosios medžiagos. Cheminiu požiūriu išvardytos klasės gali būti papildytos tais pačiais junginiais ir medžiagomis, bet apdorojami skirtingai arba imami maišant skirtingomis proporcijomis.

Pagal jautrumą išoriniam poveikiui didelės sprogstamosios medžiagos skirstomos į pirmines ir antrines. Pirminiams sprogmenims priskiriami sprogmenys, kurie užsidegę gali sprogti nedidelėje masėje (greitas perėjimas nuo degimo prie detonacijos). Jie taip pat yra daug jautresni mechaniniam įtempimui nei antriniai. Antrinių sprogmenų detonaciją lengviausia sukelti (inicijuoti) veikiant smūgio bangai, o slėgis pradedančioje smūgio bangoje turėtų būti kelių tūkstančių ar dešimčių tūkstančių MPa dydžio. Praktiškai tai atliekama įdedant nedideles pirminių sprogmenų mases, kurių detonacija sužadinama ugnies pluoštu ir kontakto metu perduodama antriniam sprogmeniui. Todėl pirminiai sprogmenys taip pat vadinami. Kitų rūšių išoriniai veiksmai (užsidegimas, kibirkštis, smūgis, trintis) sukelia antrinių sprogmenų detonavimą tik ypatingomis ir sunkiai reguliuojamomis sąlygomis. Dėl šios priežasties plačiai ir tikslingai panaudoti dideles sprogstamąsias medžiagas detonacijos režimu civilinėje ir karinėje sprogstamųjų medžiagų technologijoje pradėta tik išradus sprogdinimo gaubtą, kaip priemonę inicijuoti antrinių sprogmenų detonaciją.

Pagal cheminę sudėtį sprogmenys skirstomi į atskirus junginius ir sprogstamuosius mišinius. Pirmuoju atveju cheminės transformacijos sprogimo metu vyksta monomolekulinės skilimo reakcijos forma. Galutiniai produktai yra stabilūs dujiniai junginiai, tokie kaip oksidas ir dioksidas, vandens garai.

Sprogiuose mišiniuose virsmo procesas susideda iš dviejų etapų: mišinio komponentų skilimo arba dujinimo ir skilimo produktų sąveikos (dujinimo) tarpusavyje arba su nesuyrančių medžiagų (pavyzdžiui, metalų) dalelėmis. Dažniausios antrinės individualios sprogstamosios medžiagos yra azoto turinčios aromatinės, alifatinės heterociklinės organiniai junginiai, įskaitant nitro junginius ( , ), nitroaminus ( , ), nitroesterius ( , ). Iš neorganinių junginių, pavyzdžiui, amonio nitratas turi silpnų sprogstamųjų savybių.

Sprogstamųjų mišinių įvairovę galima sumažinti iki dviejų pagrindinių tipų: susidedančių iš oksidatorių ir degiųjų medžiagų ir mišinių, kuriuose komponentų derinys lemia mišinio eksploatacines ar technologines savybes. Oksidatoriaus ir kuro mišiniai skirti tam, kad sprogimo metu dėl antrinių oksidacijos reakcijų išsiskiria nemaža dalis šiluminės energijos. Šių mišinių komponentai gali būti tiek sprogūs, tiek nesprogintys junginiai. Oksidatoriai, kaip taisyklė, skaidymosi metu išskiria laisvą deguonį, kuris yra būtinas degiųjų medžiagų arba jų skilimo produktų oksidacijai (išskiriant šilumą) (dujinimas). Kai kuriuose mišiniuose (pavyzdžiui, metalo milteliuose, esančiuose kaip kuras) kaip oksidatorius gali būti naudojamos medžiagos, kurios išskiria ne deguonį, o deguonies turinčius junginius (vandens garus, anglies dioksidą). Šios dujos reaguoja su metalais ir išskiria šilumą. Tokio mišinio pavyzdys yra.

Kaip degiosios medžiagos naudojamos įvairios natūralios ir sintetinės organinės medžiagos, kurios sprogimo metu išskiria nepilnos oksidacijos produktus (anglies monoksidą) arba degiąsias dujas (, ) ir kietosios medžiagos(suodžiai). Labiausiai paplitęs pirmojo tipo sprogstamųjų mišinių tipas yra sprogmenys, kurių oksidatorius yra amonio nitratas. Priklausomai nuo kuro rūšies, jie savo ruožtu skirstomi į amotolius ir amonalus. Mažiau paplitę yra chlorato ir perchlorato sprogmenys, kuriuose kaip oksidatoriai yra kalio chloratas ir amonio perchloratas, oksilikvitai – skysto deguonies mišiniai su porėtu organiniu absorberiu, mišiniai kitų skystų oksidatorių pagrindu. Antrojo tipo sprogstamieji mišiniai apima atskirų sprogstamųjų medžiagų mišinius, tokius kaip dinamitas; TNT mišiniai su RDX arba PETN (pentolitas), tinkamiausi gamybai.

Abiejų tipų mišiniuose, be nurodytų komponentų, priklausomai nuo sprogmenų paskirties, gali būti įdėta ir kitų medžiagų, kurios suteikia sprogmeniui kokių nors eksploatacinių savybių, pavyzdžiui, padidina jautrumą uždegimo priemonei arba, atvirkščiai, , sumažina jautrumą išoriniams poveikiams; hidrofobiniai priedai – kad sprogmuo būtų atsparus vandeniui; plastifikatoriai, antipireninės druskos – saugos savybėms suteikti (žr. Saugos sprogmenys). Pagrindinės sprogmenų eksploatacinės charakteristikos (detonacijos ir energetinės bei fizikinės ir cheminės sprogmenų savybės) priklauso nuo sprogmenų receptūros sudėties ir gamybos technologijos.

Sprogmenų detonacijos charakteristika apima detonacijos gebėjimą ir jautrumą detonacijos impulsui. Nuo jų priklauso sprogdinimo patikimumas ir patikimumas. Kiekvienam sprogmeniui, esant tam tikram tankiui, yra kritinis užtaiso skersmuo, kuriam esant detonacija sklinda tolygiai per visą užtaiso ilgį. Sprogmenų jautrumo detonacijos impulsui matas yra kritinis prasidedančios bangos slėgis ir jos trukmė, t.y. minimalaus inicijuojančio impulso reikšmė. Jis dažnai išreiškiamas kai kurių pirminių ar antrinių sprogstamųjų medžiagų, kurių detonacijos parametrai žinomi, mase. Detonaciją sužadina ne tik kontaktinis inicijuojančio užtaiso detonavimas. Jis taip pat gali būti perduodamas per inertines laikmenas. Tai turi didelę reikšmę skirta, susidedanti iš kelių kasečių, tarp kurių yra iš inertinių medžiagų pagaminti džemperiai. Todėl kasetiniams sprogmenims tikrinamas detonacijos perdavimo per atstumą greitis įvairiomis terpėmis (dažniausiai per orą).

Sprogmenų energetinės charakteristikos. Sprogmenų gebėjimą atlikti mechaninį darbą sprogimo metu lemia energijos kiekis, išsiskiriantis šilumos pavidalu sprogstamosios transformacijos metu. Skaitmeniškai ši vertė yra lygi skirtumui tarp sprogimo produktų susidarymo šilumos ir paties sprogmens susidarymo šilumos (entalpijos). Todėl šiluminės energijos pavertimo darbu koeficientas metalo turintiems ir saugiems sprogmenims, kurie sprogimo metu sudaro kietus produktus (metalų oksidus, antipireno druskas), turinčius didelę šiluminę galią, yra mažesnis nei sprogmenų, kurie sudaro tik dujinius produktus. Apie sprogmenų gebėjimą vietiškai sutraiškyti ar susprogdinti sprogimo poveikį, žr. str. .

Sprogmenų savybės gali pasikeisti dėl fizinių ir cheminių procesų, temperatūros, drėgmės įtakos, nestabilių priemaišų sprogstamųjų medžiagų sudėtyje ir kt. Priklausomai nuo uždarymo tipo, garantuotas laikymo laikas arba nustatomas sprogmenų naudojimas, kurio metu normalizuoti rodikliai arba neturėtų keistis, arba jų pokytis vyksta nustatytos tolerancijos ribose.

Pagrindinis saugos rodiklis dirbant su sprogmenimis yra jų jautrumas mechaniniams ir šiluminiams poveikiams. Paprastai jis įvertinamas eksperimentiškai laboratorijoje naudojant specialius metodus. Ryšium su masinis įvedimas mechanizuotų didelių masių birių sprogmenų judėjimo metodai, jiems taikomi minimalaus elektrifikavimo ir mažo jautrumo statinės elektros iškrovai reikalavimai.

Istorinė nuoroda. Juodas (dūminis) parakas, išrastas Kinijoje (VII a.), buvo pirmasis iš sprogmenų. Europoje jis žinomas nuo XIII a. Nuo XIV a parakas buvo naudojamas kaip svaidomasis kuras šaunamuosiuose ginkluose. XVII amžiuje (pirmą kartą vienoje iš kasyklų Slovakijoje) parakas buvo naudojamas sprogdinant kasyboje, taip pat aprūpinant artilerijos granatas (sprogstamosios šerdies). Sprogstamoji juodųjų miltelių transformacija buvo sužadinta užsidegimu sprogstamojo degimo režimu. 1884 metais prancūzų inžinierius P. Vielas pasiūlė bedūmius miltelius. 18-19 amžiuje. buvo susintetinta nemažai sprogstamųjų savybių turinčių cheminių junginių, įskaitant pikrino rūgštį, piroksiliną, nitrogliceriną, TNT ir kt., tačiau panaudoti juos kaip sprogdinimo detonuojančius sprogmenis tapo įmanoma tik po to, kai juos atrado rusų inžinierius D. I. Andrievskis (1865 m.) ir švedų išradėjas. A. Nobelio (1867) sprogstamasis saugiklis (detonatoriaus dangtelis). Prieš tai Rusijoje, N. N. Zinino ir V. F. Petruševskio (1854 m.) siūlymu, vietoj juodų miltelių sprogstamojo degimo režimu buvo naudojamas nitroglicerinas. Pats sprogstamasis gyvsidabris buvo gautas dar XVII amžiaus pabaigoje. ir vėl anglų chemikas E. Howardas 1799 m., tačiau jo sugebėjimas detonuoti tuo metu nebuvo žinomas. Po detonacijos reiškinio atradimo didelės sprogstamosios medžiagos buvo plačiai naudojamos kasybos ir kariniuose reikaluose. Iš pramoninių sprogmenų, iš pradžių pagal A. Nobelio patentus, plačiausiai buvo naudojami gurdinamitai, vėliau plastikiniai dinamitai, miltelių pavidalo nitroglicerino mišrūs sprogmenys. Amonio nitrato sprogmenis dar 1867 metais užpatentavo I. Norbinas ir I. Olsenas (Švedija), tačiau praktiškai juos naudoti kaip pramoninius sprogmenis ir šaudmenų užpildymui pradėta tik I pasaulinis karas (1914–1918 m.). Saugesni ir ekonomiškesni nei dinamitai, jie buvo pradėti vis plačiau naudoti pramonėje XX amžiaus 30-aisiais.

Po Didžiojo Tėvynės karas 1941–1945 m. amonio nitrato sprogmenys, iš pradžių daugiausia smulkiai išsklaidytų amonitų pavidalu, tapo dominuojančia komercinių sprogmenų rūšimi CCCP. Kitose šalyse masinio dinamito pakeitimo amonio nitrato sprogmenimis procesas prasidėjo kiek vėliau, maždaug nuo šeštojo dešimtmečio vidurio. Nuo 70-ųjų. pagrindinės pramoninių sprogstamųjų medžiagų rūšys yra paprasčiausios sudėties granuliuoti ir vandens turintys amonio nitrato sprogmenys, neturintys nitro junginių ar kitų pavienių sprogstamųjų medžiagų, taip pat mišiniai, turintys nitro junginių. Smulkiai pasklidę amonio nitrato sprogmenys išlaikė savo svarbą daugiausia kovotojų šovinių gamyboje, taip pat kai kurioms specialioms sprogdinimo rūšims. Atskiri sprogmenys, ypač TNT, yra plačiai naudojami detonatoriams gaminti, taip pat ilgalaikiam užtvindytų šulinių krovimui gryna forma () ir labai vandeniui atspariuose sprogstamųjų mišinių, granulių ir suspensijų (turinčių vandens). Giliai pritaikyti ir.

Kiekviena nauja karta bando pranokti ankstesnes kartas vadinamuoju pragarinių mašinų ir kitų iškamšomis, kitaip tariant – ieškodama galingo sprogmens. Atrodytų, kad parako pavidalo sprogmenų era pamažu išeina, tačiau naujų sprogmenų paieškos nesiliauja. Kuo mažesnė sprogmens masė ir didesnė jo ardomoji galia, tuo geriau jis atrodo karo specialistams. Robotika, taip pat mažų raketų ir didelės mirtinos jėgos bombų panaudojimas ant UAV diktuoja suintensyvinti tokio sprogmens paieškas.

Natūralu, kad kariniu požiūriu ideali medžiaga vargu ar kada nors bus atrasta, tačiau naujausi įvykiai rodo, kad vis tiek galima gauti kažką panašaus į tokią koncepciją. Beveik tobula čia reiškia stabilų laikymą, didelį mirtingumą, mažą tūrį ir lengvą transportavimą. Reikia nepamiršti, kad tokio sprogmens kaina taip pat turi būti priimtina, antraip jo pagrindu sukurtos ginkluotės gali tiesiog sužlugdyti konkrečios šalies karinį biudžetą.

Pokyčiai jau ilgam laikui eiti aplink naudotis chemines formules tokios medžiagos kaip trinitrotoluenas, pentritas, heksogenas ir daugelis kitų. Tačiau „sprogstamasis“ mokslas itin retai gali pasiūlyti visas naujoves.
Štai kodėl tokios medžiagos kaip heksantyroheksaazaisowurtzitane (pavadinimas – susilaužysite liežuvį) atsiradimas gali būti laikomas tikru proveržiu savo srityje. Kad nelaužytų kalbos, mokslininkai nusprendė šiai medžiagai suteikti lengviau virškinamą pavadinimą – CL-20.
Pirmą kartą ši medžiaga buvo gauta maždaug prieš 26 metus – dar 1986 metais JAV Kalifornijos valstijoje. Jo ypatumas slypi tame, kad energijos tankis šioje medžiagoje vis dar yra didžiausias, palyginti su kitomis medžiagomis. Didelis CL-20 energijos tankis ir nedidelė konkurencija jį gaminant lemia tai, kad tokių sprogmenų kaina šiandien yra tiesiog astronominė. Vienas kilogramas CL-20 kainuoja apie 1300 USD. Natūralu, kad tokia kaina neleidžia naudoti sprogstamosios medžiagos pramoniniu mastu. Tačiau netrukus, ekspertų nuomone, šio sprogmens kaina gali gerokai sumažėti, nes yra alternatyvių heksan-roheksaazaisowurtzitano sintezės galimybių.

Jei lygintume heksantiroheksaazaisowurtzitaną su šiuo metu kariniams tikslams naudojamu efektyviausiu sprogmeniu (oktogenu), tai pastarojo kaina siekia apie šimtą dolerių už kg. Tačiau veiksmingesnis yra. CL-20 detonacijos greitis yra 9660 m/s, tai yra 560 m/s daugiau nei HMX. CL-20 tankis taip pat yra didesnis nei to paties oktogeno, o tai reiškia, kad viskas turėtų būti tvarkoje su heksanitroheksaazaisowurtzitane perspektyvomis.

Dronai šiandien laikomi viena iš galimų CL-20 taikymo krypčių. Tačiau čia yra problema, nes CL-20 yra labai jautrus mechaniniams įtempiams. Net įprastas purtymas, kuris gali įvykti, kai UAV yra ore, gali sukelti medžiagos detonaciją. Siekiant išvengti paties drono sprogimo, ekspertai pasiūlė CL-20 naudoti kartu su plastikiniu komponentu, kuris sumažintų mechaninio poveikio lygį. Tačiau kai tik buvo atlikti tokie eksperimentai, paaiškėjo, kad heksanas heksaaazaisowurtzitanas (formulė C6H6N12O12) labai praranda savo „mirtinas“ savybes.

Pasirodo, šios medžiagos perspektyvos didžiulės, tačiau jau du su puse dešimtmečio niekam nepavyko jos protingai atsikratyti. Tačiau eksperimentai tęsiasi ir šiandien. Amerikietis Adamas Matzgeris tobulina CL-20, bandydamas pakeisti šio reikalo formą.

Matzgeris nusprendė panaudoti kristalizaciją iš bendro tirpalo, kad gautų medžiagos molekulinius kristalus. Dėl to jie sugalvojo variantą, kai 2 CL-20 molekulės sudaro 1 HMX molekulę. Šio mišinio detonacijos greitis yra tarp dviejų nurodytų medžiagų greičių atskirai, tačiau tuo pačiu nauja medžiaga yra daug stabilesnė už patį CL-20 ir efektyvesnė už HMX.

Koks yra efektyviausias sprogmuo pasaulyje? ..

Branduolinis amžius neatėmė nuo cheminių sprogmenų delnų naudojimo dažnumu, pritaikymo sfera – nuo ​​kariuomenės iki naftos gavybos, taip pat patogumo laikyti ir transportuoti. Juos galima gabenti plastikiniuose maišeliuose, paslėpti įprastuose kompiuteriuose ir netgi tiesiog užkasti žemėje be jokios pakuotės su garantija, kad detonacija vis tiek įvyks. Deja, iki šiol dauguma armijų Žemėje naudoja sprogmenis prieš žmogų, o teroristinės organizacijos – siekdamos smogti valstybei. Nepaisant to, gynybos ministerijos tebėra cheminių medžiagų plėtros šaltiniai ir užsakovai.

RDX

RDX yra galingas sprogmuo nitramino pagrindu. Tai normalu agregacijos būsena- smulkiai kristalinė baltos spalvos medžiaga, be skonio ir kvapo. Jis netirpus vandenyje, nehigroskopiškas ir neagresyvus. Heksogenas nedalyvauja cheminėje reakcijoje su metalais ir yra prastai suspaudžiamas. RDX sprogimui pakanka vieno stipraus smūgio ar kulkos šūvio, tokiu atveju jis pradeda degti ryškia balta liepsna su būdingu šnypštimu. Degimas virsta detonacija. Antrasis heksogeno pavadinimas yra RDX, Research Department eXplosive – tyrimų skyriaus sprogmenys.

Didelės sprogstamosios medžiagos- tai medžiagos, kurių sprogimo skilimo greitis yra gana didelis ir siekia kelis tūkstančius metrų per sekundę (iki 9 tūkst. m / s), todėl jos turi gniuždymo ir skilimo gebėjimą. Jų vyraujantis sprogstamųjų transformacijų tipas yra detonacija. Jie plačiai naudojami sviediniams, minoms, torpedoms ir įvairiems sprogmenims krauti.

Heksogenas gaunamas nitrolizuojant heksaminą su azoto rūgštimi. Gaminant heksogeną Bachmanno metodu, heksaminas reaguoja su azoto rūgštimi, amonio nitratu, ledine acto rūgštimi ir acto anhidridu. Žaliava susideda iš heksamino ir 98-99% azoto rūgšties. Tačiau ši sudėtinga egzoterminė reakcija nėra visiškai kontroliuojama, todėl galutinis rezultatas ne visada nuspėjamas.

RDX gamyba pasiekė aukščiausią tašką septintajame dešimtmetyje, kai tai buvo trečia pagal dydį sprogmenų gamyba JAV. Vidutinė RDX gamybos apimtis nuo 1969 iki 1971 metų buvo apie 7 tonas per mėnesį.

Dabartinė JAV RDX gamyba apsiriboja kariniais tikslais Holstono šaudmenų gamykloje Kingsporte, Tenesyje. 2006 m. Holstono armijos ginklų gamykla pagamino daugiau nei 3 tonas RDX.

RDX molekulė

RDX turi tiek karinių, tiek civilinių programų. Kaip karinis sprogmuo, RDX gali būti naudojamas vienas kaip pagrindinis detonatorių užtaisas arba sumaišytas su kitu sprogmeniu, pvz., TNT, kad susidarytų ciklotoliai, kurie sukuria sprogstamąjį užtaisą oro bomboms, minoms ir torpedoms. RDX yra pusantro karto galingesnis už TNT, jį lengva suaktyvinti gyvsidabrio fulminatu. Įprastas karinis RDX panaudojimas yra sudedamoji dalis su plastidu sujungtuose sprogmenyse, kurie buvo naudojami beveik visų tipų šaudmenims užpildyti.

Anksčiau karinių sprogmenų, tokių kaip RDX, šalutiniai produktai buvo atvirai deginami daugelyje armijos amunicijos gamyklų. Yra rašytinių įrodymų, kad iki 80% šaudmenų ir raketų kuro atliekų per pastaruosius 50 metų buvo šalinamos tokiu būdu. Pagrindinis šio metodo trūkumas yra tas, kad sprogūs teršalai dažnai patenka į orą, vandenį ir dirvožemį. Šaudmenys iš RDX anksčiau taip pat buvo šalinami išmetant į giliavandenius vandenis.

Aštuongenis

Aštuongenis– taip pat didelės galios sprogmuo, bet jis jau priklauso didelės galios sprogmenų grupei. Pagal Amerikos nomenklatūrą jis žymimas kaip HMX. Yra daug spėlionių, ką reiškia šis akronimas: Greitai tirpstantis sprogstamasis arba greitasis karinis sprogmuo, greitas karinis sprogmuo. Tačiau šiuos spėjimus patvirtinančių įrašų nėra. Tai gali būti tik kodinis žodis.

Iš pradžių, 1941 m., HMX buvo tiesiog šalutinis produktas gaminant RDX Bachmann metodu. HMX kiekis tokiame heksogene siekia 10%. Nedideli kiekiai HMX taip pat yra RDX, pagamintame oksidacinio proceso metu.

1961 m. Kanados chemikas Jeanas-Paulis Picardas HMX gavo tiesiai iš heksametilentetramino. Naujasis metodas leido gauti 85% koncentracijos sprogmenį, kurio grynumas didesnis nei 90%. Picard metodo trūkumas yra tai, kad tai yra kelių etapų procesas – trunka gana ilgai.

1964 m. Indijos chemikai sukūrė vieno etapo procesą, taip smarkiai sumažindami HMX kainą.

HMX, savo ruožtu, yra stabilesnis nei RDX. Jis užsidega aukštesnėje temperatūroje – 335°C, o ne 260°C – ir pasižymi TNT arba pikrino rūgšties cheminiu stabilumu, be to, jo detonacijos greitis yra didesnis.

HMX naudojamas ten, kur jo didelė galia viršija įsigijimo kainą – apie 100 USD už kilogramą. Pavyzdžiui, raketų kovinėse galvutėse mažesnis galingesnio sprogmens užtaisas leidžia raketai judėti greičiau arba turėti didesnį atstumą. Jis taip pat naudojamas forminiuose užtaisuose, kad prasiskverbtų į šarvus ir įveiktų gynybines kliūtis, kur mažesnis sprogmuo gali nepajėgti susidoroti. HMX kaip sprogdinimo užtaisas plačiausiai naudojamas sprogdinant ypač giliuose naftos gręžiniuose, kur yra aukšta temperatūra ir slėgis.

HMX naudojamas kaip sprogmuo gręžiant labai gilius naftos gręžinius.

Rusijoje HMX naudojamas perforavimo ir sprogdinimo operacijoms giliuose gręžiniuose. Jis naudojamas karščiui atsparaus parako gamyboje ir karščiui atspariuose elektriniuose detonatoriuose TED-200. HMX taip pat naudojamas detonuojančiai virvei DSHT-200 įrengti.

HMX gabenamas vandeniui atspariuose maišeliuose (guminiuose, gumuotuose arba plastikiniuose) pastos mišinio pavidalu arba briketuose, kuriuose yra ne mažiau kaip 10 % skysčio, sudarytame iš 40 % (masės) izopropilo alkoholio ir 60 % vandens.

HMX mišinys su TNT (30–70% arba 25–75%) vadinamas oktoliu. Kitas mišinys, vadinamas okfol, kuris yra vienodos birios rožinės arba tamsiai raudonos spalvos milteliai, yra 95% HMX desensibilizuotas 5% plastifikatoriumi, todėl detonacijos greitis sumažėja iki 8670 m/s.

Kietieji desensibilizuoti sprogmenys sudrėkinti vandeniu ar alkoholiais arba atskiesti kitomis medžiagomis, kad sumažintų jų sprogstamąsias savybes.

Skysti desensibilizuoti sprogmenys ištirpinami arba suspenduojami vandenyje ar kitose skystose medžiagose, kad susidarytų vienalytis skystas mišinys, kad būtų sumažintos jų sprogstamosios savybės.

Hidrazinas ir astrolitas

Hidrazinas ir jo dariniai yra itin toksiški įvairiems gyvūnų ir augalų organizmams. Hidraziną galima gauti reaguojant amoniako tirpalui su natrio hipochloritu. Natrio hipochlorito tirpalas geriau žinomas kaip baltumas. Praskiesti hidrazino sulfato tirpalai neigiamai veikia sėklas, dumblius, vienaląsčius ir pirmuonis. Žinduoliams hidrazinas sukelia traukulius. Hidrazinas ir jo dariniai gali prasiskverbti į gyvūno organizmą bet kokiu būdu: įkvėpus produkto garų, per odą ir virškinamąjį traktą. Žmonėms hidrazino toksiškumo laipsnis nenustatytas. Ypač pavojinga, kad daugeliui hidrazino darinių būdingas kvapas jaučiamas tik pirmosiomis sąlyčio su jais minutėmis. Ateityje dėl uoslės organų prisitaikymo šis pojūtis išnyksta ir žmogus, pats to nepastebėdamas, gali ilgą laiką būti užkrėstoje atmosferoje, kurioje yra toksiškos nurodytos medžiagos koncentracijos.

1960-aisiais išrado chemikas Geraldas Hurstas iš Atlas Powder, astrolitas yra dvejetainių skystų sprogmenų šeima, susidaranti sumaišius amonio nitratą ir bevandenį hidraziną (svaidomąjį kurą). Skaidrus skystas sprogmuo, vadinamas Astrolite G, turi labai didelį detonacijos greitį – 8600 m/s, beveik dvigubai didesnį nei TNT. Be to, jis išlieka sprogus beveik visomis oro sąlygomis, nes gerai įsigeria į žemę. Lauko bandymai parodė, kad Astrolite G detonavo net keturias dienas išbuvęs dirvožemyje per stiprų lietų.

Tetranitropentaeritritolis

Pentaeritritolio tetranitratas (PETN, PETN) yra pentaeritritolio nitrato esteris, naudojamas kaip energija ir užpildas karinėms ir civilinėms reikmėms. Medžiaga gaminama kaip balti milteliai ir dažnai naudojama kaip plastikinių sprogmenų sudedamoji dalis. Jį plačiai naudoja sukilėlių pajėgos ir tikriausiai jos pasirinko, nes jį labai lengva suaktyvinti.

Išvaizda kaitinantis elementas

PETN išlaiko savo savybes ilgiau nei nitroglicerinas ir nitroceliuliozė. Tuo pačiu metu jis lengvai sprogsta veikiant tam tikros jėgos mechaniniam poveikiui. Pirmą kartą jis buvo susintetintas kaip komercinis sprogmuo po Pirmojo pasaulinio karo. Tiek kariniai, tiek civiliniai ekspertai jį gyrė pirmiausia dėl griaunamosios galios ir efektyvumo. Jis dedamas į detonatorius, sprogstamuosius gaubtus ir saugiklius, kad iš vieno sprogstamojo užtaiso į kitą būtų sklinda detonacijų serija. Maždaug lygių dalių PETN ir trinitrotolueno (TNT) mišinys sukuria galingą karinį sprogmenį, vadinamą pentolitu, kuris naudojamas granatose, artilerijos sviediniuose ir formos užtaiso galvutėse. Pirmieji pentolitiniai užtaisai buvo iššauti iš senų bazuko tipo prieštankinių ginklų Antrojo pasaulinio karo metais.

Pentolito sprogimas Bogotoje

2019 metų sausio 17 dieną Kolumbijos sostinėje Bogotoje visureigis, prikimštas 80 kg pentolito, rėžėsi į vieną iš Generolo Santander policijos kariūnų mokyklos pastatų ir sprogo. Per sprogimą žuvo 21 žmogus, buvo sužeista, oficialiais duomenimis, 87. Incidentas kvalifikuotas kaip teroro aktas, nes automobilį vairavo buvęs Kolumbijos sukilėlių armijos bombonešis 56 metų José Aldemaras Rojasas. Kolumbijos valdžia dėl bombardavimo Bogotoje apkaltino radikalią kairiąją organizaciją, su kuria nesėkmingai derėjosi pastaruosius dešimt metų.

Pentolito sprogimas Bogotoje

PETN dažnai naudojamas teroristiniuose išpuoliuose dėl savo sprogstamosios galios, galimybės sudėti į neįprastas pakuotes ir dėl to, kad jį sunku aptikti naudojant rentgeno spindulius ir kitą įprastinę įrangą. Elektra įjungiamas smogiamasis detonatorius gali būti aptiktas atliekant įprastinę oro uosto patikrą, jei jis nešiojamas ant savižudžių sprogdintojų kūnų, tačiau jis gali būti veiksmingai paslėptas elektroniniame įrenginyje paketinės bombos pavidalu, kaip atsitiko 2010 m. krovininis lėktuvas. Tuo metu kompiuteriniai spausdintuvai su kaitinimo elementų užpildytomis kasetėmis buvo perimti saugumo pajėgų tik todėl, kad specialiosios tarnybos informatorių dėka jau žinojo apie bombas.

Plastikiniai sprogmenys- mišiniai, kurie lengvai deformuojasi net ir dėl nedidelių pastangų ir išlaiko savo formą neribotą laiką esant darbo temperatūrai.

Jie aktyviai naudojami griaunant, gaminant bet kokios formos užtaisus tiesiai sprogdinimo vietoje. Plastifikatoriai yra gumos, mineraliniai ir augaliniai aliejai, dervos. Sprogstamieji komponentai yra heksogenas, oktogenas, pentaeritritolio tetranitratas. Sprogmens plastifikavimas gali būti atliekamas į jo sudėtį įdedant celiuliozės nitratų ir medžiagų, plastifikuojančių celiuliozės nitratus, mišinius.

Triciklinis karbamidas

Praėjusio amžiaus 80-aisiais buvo susintetinta medžiaga triciklinis karbamidas. Manoma, kad pirmieji šį sprogmenį gavo kinai. Bandymai parodė didžiulę naikinamąją karbamido galią – vienas jo kilogramas pakeitė 22 kg trotilo.

Ekspertai sutinka su tokiomis išvadomis, nes „Kinijos naikintojas“ turi didžiausią tankį iš visų žinomų sprogmenų ir tuo pačiu turi didžiausią deguonies santykį. Tai yra, sprogimo metu sudeginama absoliučiai visa medžiaga. Beje, TNT yra 0,74.

Iš tikrųjų triciklis karbamidas netinka karinėms operacijoms, visų pirma dėl prasto hidrolizinio stabilumo. Jau kitą dieną, standartiškai laikant, jis virsta gleivėmis. Tačiau kinams pavyko gauti dar vieną „karbamidą“ – dinitrokarbamidą, kuris, nors ir prastesnis už „naikintoją“, yra ir vienas galingiausių sprogmenų. Šiandien jį gamina amerikiečiai trijose bandomosiose gamyklose.

Idealus sprogmuo yra balansas tarp didžiausios sprogstamosios galios ir maksimalaus stabilumo sandėliavimo ir transportavimo metu. Taip, ir didžiausias cheminės energijos tankis, mažos gamybos sąnaudos ir, pageidautina, aplinkos sauga. Visa tai pasiekti nėra lengva, todėl, siekdami tobulėti šioje srityje, jie dažniausiai imasi jau patikrintų formulių ir stengiasi pagerinti vieną iš norimų savybių, nepakenkdami likusioms. Visiškai nauji junginiai atsiranda itin retai.

sprogmenys (sprogstamosios medžiagos) vadinami nestabiliais cheminiais junginiais arba mišiniais, kurie, veikiami tam tikro impulso, ypač greitai pereina į kitas stabilias medžiagas, išskirdami didelį šilumos kiekį ir didelį kiekį dujinių produktų, kurie veikia labai aukštu slėgiu ir, plečiantis, atlieka vieną. ar kitas mechaninis darbas.

Šiuolaikiniai sprogmenys taip pat cheminiai junginiai (heksogenas, trotilas ir kt..), arba mechaniniai mišiniai(amonio salietros ir nitroglicerino sprogstamosios medžiagos).

Cheminiai junginiai gaunamas apdorojant azoto rūgštimi (nitruojant) įvairius angliavandenilius, t.y., į angliavandenilio molekulę įvedant tokias medžiagas kaip azotas ir deguonis.

Mechaniniai mišiniai gaminami maišant medžiagas, turinčias daug deguonies, su medžiagomis, turinčiomis daug anglies.

Abiem atvejais deguonis yra surištas su azotu arba chloru (išimtis yra oksilikvitai kur deguonis yra laisvos nesurištos būsenos).

Priklausomai nuo kiekybinio deguonies kiekio sprogmenyje, degių elementų oksidacija sprogstamosios transformacijos procese gali būti užbaigti arba Nebaigtas, o kartais deguonies gali likti net perteklius. Pagal tai išskiriami sprogmenys, kurių deguonies balansas yra perteklius (teigiamas), nulinis ir nepakankamas (neigiamas).

Naudingiausi yra sprogmenys, kurių deguonies balansas yra nulinis, nes anglis visiškai oksiduojama iki CO 2, o vandenilis - iki H 2 O, dėl to tam tikram sprogmeniui išsiskiria didžiausias galimas šilumos kiekis. Tokio sprogmens pavyzdys yra dinaftalitas, kuris yra amonio nitrato ir dinitronaftaleno mišinys:

At perteklinis deguonies balansas likęs nepanaudotas deguonis susijungia su azotu, sudarydami labai toksiškus azoto oksidus, kurie sugeria dalį šilumos, o tai sumažina sprogimo metu išsiskiriančios energijos kiekį. Sprogmens su pertekliniu deguonies balansu pavyzdys yra nitroglicerinas:

Kita vertus, kada nepakankamas deguonies balansas ne visa anglis virsta anglies dioksidu; dalis jo oksiduojasi tik iki anglies monoksido. (CO), kuris taip pat yra nuodingas, nors mažesniu mastu nei azoto oksidai. Be to, dalis anglies gali likti kieto pavidalo. Likusi kieta anglis ir jos nepilna oksidacija tik iki CO lemia sprogimo metu išsiskiriančios energijos sumažėjimą.

Iš tiesų, susidarant vienai gramo anglies monoksido molekulei, išsiskiria tik 26 kcal / mol šilumos, o susidarant gramamolekulei. anglies dioksidas 94 kcal/mol.

Sprogmens su neigiamu deguonies balansu pavyzdys yra TNT:

Realiomis sąlygomis, kai sprogimo produktai atlieka mechaninį darbą, papildomas (antrinis) cheminės reakcijos ir reali sprogimo produktų sudėtis kiek skiriasi nuo pateiktų skaičiavimo schemų, kinta nuodingų dujų kiekis sprogimo produktuose.

Sprogmenų klasifikacija

Sprogmenys gali būti dujinės, skystos ir kietos būsenos arba kietų ar skystų medžiagų mišinių su kietomis arba dujinėmis medžiagomis.

Šiuo metu, kai įvairių sprogmenų yra labai daug (tūkstančiai daiktų), skirstyti juos tik pagal fizinę būklę visiškai nepakanka. Toks skirstymas nieko nepasako apie sprogmenų veikimą (galią), pagal kurį būtų galima spręsti apie vieno ar kito jų apimtį, ar apie sprogmenų savybes, pagal kurias būtų galima spręsti apie sprogmenų pavojingumo laipsnį. jų tvarkymas ir saugojimas. Todėl šiuo metu priimtinos trys kitos sprogmenų klasifikacijos.

Pagal pirmąją klasifikaciją visi sprogmenys pagal jų galią ir taikymo sritį skirstomi į:.

A) padidinta galia (šildytuvas, heksogenas, tetrilas);

B) normalios galios (TNT, pikrino rūgštis, plastitai, tetritolis, uoliniai amonitai, amonitai, kuriuose yra 50–60% TNT, ir želatininės nitroglicerino sprogstamosios medžiagos);

C) sumažinta galia (amonio nitrato sprogmenys, išskyrus aukščiau paminėtus, miltelių pavidalo nitroglicerino sprogmenys ir chloratitai).

3. Svaidomi sprogmenys(dūminiai milteliai ir bedūmiai piroksilino ir nitroglicerino milteliai).

Šioje klasifikacijoje, žinoma, pateikiami ne visi sprogmenų pavadinimai, o tik tie, kurie daugiausia naudojami sprogdinant. Visų pirma, bendruoju amonio nitrato sprogmenų pavadinimu yra dešimtys skirtingų kompozicijų, kurių kiekviena turi savo atskirą pavadinimą.

Antroji klasifikacija pagal cheminę sudėtį sprogmenys skirstomi:

1. Nitro junginiai; šio tipo medžiagose yra nuo dviejų iki keturių nitro grupių (NO 2); tai tetrilas, trotilas, heksogenas, tetritolis, pikrino rūgštis ir dinitronaftalenas, kuris yra kai kurių amonio nitrato sprogmenų dalis.

2. Nitroesteriai; šio tipo medžiagose yra keletas nitratų grupių (ONO 2). Tai kaitinimo elementai, nitroglicerino sprogstamosios medžiagos ir bedūmiai milteliai.

3. Azoto rūgšties druskos- medžiagos, kurių sudėtyje yra NO 3 grupės, kurios pagrindinis atstovas yra amonio (amonio) nitratas NH 4 NO 3, kuris yra visų amonio nitrato sprogmenų dalis. Šiai grupei taip pat priklauso kalio nitratas KNO 3 – juodųjų miltelių pagrindas ir natrio nitratas NaNO 3, kuris yra nitroglicerino sprogmenų dalis.

4. Vandenilio azoto rūgšties druskos(HN 3), iš kurio naudojamas tik švino azidas.

5. Fulmino rūgšties druskos(HONC), iš kurių naudojamas tik gyvsidabrio fulminatas.

6. Chloro rūgšties druskos, vadinamieji chloratitai ir perchloratitai, - sprogmenys, kurių pagrindinis komponentas - deguonies nešiklis yra kalio chloratas arba perchloratas (KClO 3 ir KClO 4); dabar jie naudojami labai retai. Be šios klasifikacijos yra sprogmuo, vadinamas oksiliquit.

Pagal sprogmens cheminę struktūrą taip pat galima spręsti apie pagrindines jo savybes:

Jautrumas, atsparumas, sprogimo produktų sudėtis, taigi ir medžiagos galia, jos sąveika su kitomis medžiagomis (pavyzdžiui, su apvalkalo medžiaga) ir daugybė kitų savybių.

Ryšio tarp nitro grupių ir anglies pobūdis (nitro junginiuose ir nitro esteriuose) lemia sprogmens jautrumą išoriniam poveikiui ir jų stabilumą (sprogiųjų savybių išsaugojimą) laikymo sąlygomis. Pavyzdžiui, azoto junginiai, kuriuose NO 2 grupės azotas yra tiesiogiai prijungtas prie anglies (C-NO 2), yra mažiau jautrūs ir stabilesni nei nitro esteriai, kuriuose azotas yra prijungtas prie anglies per vieną iš deguonies ONO2 grupę (C-O-NO2); toks ryšys yra ne toks stiprus, todėl sprogmuo tampa jautresnis ir mažiau atsparus.

Sprogmenyje esančių nitro grupių skaičius apibūdina pastarojo galią, taip pat jo jautrumo išoriniams poveikiams laipsnį. Kuo daugiau nitro grupių sprogioje molekulėje, tuo ji galingesnė ir jautresnė. Pavyzdžiui, mononitrotoluenas(turinti tik vieną nitro grupę) yra aliejinis skystis, neturintis sprogstamųjų savybių; dinitrotoluenas, turintis dvi nitro grupes, jau yra sprogmuo, bet turintis silpnų sprogstamųjų savybių; ir, galiausiai trinitrotoluenas (TNT), turintis tris nitro grupes, yra sprogmuo, kurio galia yra gana patenkinama.

Dinitro junginiai naudojami ribotai; Daugumoje šiuolaikinių sprogmenų yra trys ar keturios nitro grupės.

Kai kurių kitų grupių buvimas sprogmens sudėtyje taip pat turi įtakos jo savybėms. Pavyzdžiui, papildomas azotas (N 3) heksogene padidina pastarojo jautrumą. TNT ir tetrilo metilo grupė (CH 3) prisideda prie to, kad šios sprogstamosios medžiagos nesąveikauja su metalais, o hidroksilo grupė (OH) pikrino rūgštyje yra priežastis, dėl kurios medžiaga lengvai sąveikauja su metalais (išskyrus alavą). ir vieno ar kelių kitų metalų vadinamųjų pikratų, kurie yra labai jautrūs smūgiams ir trinčiai sprogmenys, atsiradimas.

Sprogmenys, gauti pakeitus vandenilį metalu hidrazoinėje arba fulmininėje rūgštyje, sukelia itin didelį intramolekulinių jungčių trapumą, taigi ir ypatingą šių medžiagų jautrumą mechaniniam ir šiluminiam išoriniam poveikiui.

Kasdieniame gyvenime sprogdinimo metu taikoma trečioji sprogmenų klasifikacija: atsižvelgiant į jų naudojimo tam tikromis sąlygomis leistinumą.

Pagal šią klasifikaciją išskiriamos trys pagrindinės grupės:

1. Sprogmenys, patvirtinti atviram darbui.

2. Sprogmenys, patvirtinti požeminiams darbams sąlygomis, kurios, jei įmanoma, yra saugios nuo ugnies ir anglies dulkių sprogimo.

3. Sprogmenys, patvirtinti tik tokiomis sąlygomis, kurios yra pavojingos dėl galimo dujų ar dulkių sprogimo (saugūs sprogmenys).

Sprogmens priskyrimo vienai ar kitai grupei kriterijus – sprogimo metu išsiskiriančių nuodingų (kenksmingų) dujų kiekis ir sprogimo produktų temperatūra. Taigi TNT dėl didelio kiekio nuodingų dujų, susidarančių jo sprogimo metu, gali būti naudojamas tik atviruose darbuose ( statyba ir kasyba karjeruose), o amonio nitrato sprogmenis leidžiama naudoti tiek atviruose, tiek požeminiuose darbuose nepavojingomis dujų ir dulkių sąlygomis. Požeminiams darbams, kur gali būti sprogstančių dujų ir dulkių-oro mišinių, leidžiama naudoti tik žemesnę sprogimo produktų temperatūrą turinčius sprogmenis.