Qué es el hexógeno: composición de la materia, producción, aplicación, potencia

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Qué es el hexógeno: composición de la materia, producción, aplicación, potencia
Qué es el hexógeno: composición de la materia, producción, aplicación, potencia
Anonim

¿Qué es RDX? Debido al hecho de que se usan diferentes nombres para esta sustancia en diferentes países, responder a esta pregunta no es tan simple como parece a primera vista. TNT RDX es un explosivo en una bolsa explosiva de plástico C-4. RDX es estable en almacenamiento y se considera uno de los explosivos militares más enérgicos y poderosos.

polvo RDX
polvo RDX

Otros nombres e historia

RDX también se conoce, pero con menos frecuencia, como ciclonita, RDX (especialmente en inglés, francés, alemán), T4 y químicamente como ciclotrimetilentrinitramina. En la década de 1930, el Royal Arsenal de Woolwich comenzó a investigar la ciclonita para su uso contra los submarinos alemanes, que se estaban construyendo con cascos más gruesos. El objetivo era desarrollar explosivos más energéticos que el TNT. Por razones de seguridad, el Reino Unido nombró al instituto de investigación de ciclonitas Departamento de Investigación de Explosivos (RDX). Apareció el término RDXen los Estados Unidos en 1946. No saben qué es hexógeno, porque esta palabra para RDX se usa casi exclusivamente en ruso. Primera referencia pública en el Reino Unido al nombre RDX o R. D. X. para usar el nombre oficial apareció en 1948; sus patrocinadores fueron el químico gerente, ROF Bridgewater, Investigación y Desarrollo Químico, Woolwich y Director de Royal Munitions, Explosivos; de nuevo, esta sustancia se llamaba simplemente RDX.

Solicitud

Los componentes internos del bombardero utilizados en el Daidusters Raid contenían 6600 libras (3000 kg) de Torpex. Las bombas Tallboy y Grand Slam diseñadas por Wallis también usaban Torpex.

Se cree que RDX se usó en muchas bombas, incluidas las bombas terroristas.

RDX fue utilizado por ambos bandos en la Segunda Guerra Mundial. Estados Unidos produjo unas 15.000 toneladas al mes durante la Segunda Guerra Mundial y Alemania unas 7.000 toneladas al mes. RDX tenía la gran ventaja de tener más poder explosivo que el TNT utilizado en la Primera Guerra Mundial, y no requería materias primas adicionales para fabricarlo.

Bultos de RDX
Bultos de RDX

Apertura

Hexogen fue creado en 1898 por Georg Friedrich Henning, quien recibió una patente alemana (Patente No. 104280) para su fabricación por nitrolisis de hexamina (hexametilentetramina) con ácido nítrico concentrado. Esta patente mencionaba las propiedades medicinales de la sustancia; sin embargo, tres patentes alemanas más recibidas por Henning en 1916 describieron el hexógeno comosustancia adecuada para su uso en propulsores sin humo. El ejército alemán comenzó a investigar su uso en 1920, refiriéndose a él como RDX. Los resultados de la investigación y el desarrollo no se publicaron hasta que Edmund von Hertz, descrito como ciudadano austriaco y luego alemán, recibió una patente británica en 1921 y una patente estadounidense en 1922. Ambas solicitudes de patente fueron examinadas en Austria. Las solicitudes de patentes británicas incluían la producción de explosivos RDX por nitración, su uso con o sin otros explosivos, como carga explosiva y como detonador. La solicitud de patente de EE. UU. era para el uso de un dispositivo explosivo hueco que contenía RDX y una tapa detonadora que contenía RDX. En la década de 1930, Alemania desarrolló métodos mejorados para la producción de RDX.

Tercer Reich

Durante la Segunda Guerra Mundial, Alemania utilizó los nombres W S alt, SH S alt, K-method, E-method y KA-method para diferentes tipos de RDX. Estos nombres representaban los identificadores para los desarrolladores de las diversas rutas químicas de RDX. El método W fue desarrollado por Wolfram en 1934 y le dio a RDX el nombre en clave "W-Salz". Usó ácido sulfámico, formaldehído y ácido nítrico. SH-Salz (sal SH) se obtuvo de Schnurr, quien desarrolló un proceso por lotes para la síntesis de hexógeno en 1937-1938. a base de nitrolisis de hexamina. El método K de Keffler implicó agregar nitrato de amonio al proceso de creación de explosivos. El método E desarrollado por Ebel resultó ser idéntico a los descritos anteriormente.métodos.

Los proyectiles explosivos disparados por el cañón MK-108 y la ojiva del cohete R4M, utilizados en el caza de la Luftwaffe como armas ofensivas, utilizaron RDX como base explosiva. El lector puede ver la fórmula RDX en la siguiente imagen.

Moléculas RDX
Moléculas RDX

Reino Unido

En el Reino Unido (Gran Bretaña), el RDX fue fabricado a partir de 1933 por el departamento de investigación de la planta piloto en el Royal Arsenal en Woolwich, Londres, y en la planta piloto más grande construida en RGPF W altham Abbey cerca de Londres en 1939. En 1939, se diseñó una planta industrial de dos componentes para instalarla en un nuevo sitio de 700 acres (280 ha), ROF Bridgwater, lejos de Londres, y la producción de RDX comenzó en la ciudad de Bridgwater en un sitio en agosto de 1941.

La planta ROF de Bridgwater utilizó amoníaco y metanol como materia prima: el metanol se convirtió en formaldehído y parte del amoníaco se convirtió en ácido nítrico, que se concentró en la producción de RDX. El resto del amoníaco se hizo reaccionar con formaldehído para dar hexamina. La planta de hexamina fue construida por Imperial Chemical Industries. Incluía algunas características basadas en datos de EE. UU. (EE. UU.). RDX se hizo agregando continuamente hexamina y ácido nítrico concentrado a una mezcla enfriada de hexamina y ácido nítrico en un nitrador. La composición de RDX no cambió. RDX se purificó y procesó según lo previsto; También fue restaurado yreutilización de metanol y ácido nítrico. Las plantas de tratamiento de nitración de hexamina y RDX se han duplicado para proporcionar cierto seguro contra la pérdida de productos debido a incendios, explosiones o ataques aéreos.

El Reino Unido y el Imperio Británico lucharon sin aliados contra la Alemania nazi hasta mediados de 1941 y tuvieron que ser autosuficientes. En ese momento (1941), Gran Bretaña tenía la capacidad de producir 70 toneladas (71 t - 160 000 libras) de RDX por semana; tanto Canadá como EE. UU. fueron considerados clientes para el suministro de municiones y explosivos, incluido el RDX. Para 1942, se estima que el requerimiento anual de la RAF fue de 52 000 toneladas (53 000 toneladas) de RDX, la mayoría de las cuales provenían de América del Norte (Canadá y Estados Unidos). El modelo de la fórmula RDX se muestra en la siguiente imagen.

Modelo de moléculas de hexógeno
Modelo de moléculas de hexógeno

Canadá

En Canadá, saben desde hace mucho tiempo qué es el hexógeno. En este país se encontró y utilizó otro método de producción de este explosivo, posiblemente en el departamento de química de la Universidad McGill. Este método se basó en la reacción de paraformaldehído y nitrato de amonio en anhídrido acético. Robert W alter Schiessler (Universidad Estatal de Pensilvania) y James Hamilton Ross (McGill, Canadá) presentaron una solicitud de patente británica en mayo de 1942; La patente del Reino Unido se emitió en diciembre de 1947. Gilman afirma que Ebel descubrió de forma independiente el mismo método de producción en Alemania antes que Schiessler y Ross, pero los aliados no lo sabían. Urbansky da detalles sobrecinco métodos de producción, y se refiere a este método como el método E (alemán). Ahora no solo existen métodos más eficientes para su producción, sino que, de hecho, las sustancias son mucho más poderosas que el hexógeno.

EE. UU

A principios de la década de 1940, los mayores fabricantes de explosivos de EE. UU., E. I. Pont de Nemours & Company y Hercules, tenían años de experiencia en la producción de trinitrotolueno (TNT) y se mostraban reacios a experimentar con nuevos explosivos. El ejército de los EE. UU. tomó la misma opinión y quería seguir usando TNT. RDX fue probado por Picatinny Arsenal en 1929 y se consideró demasiado caro y demasiado sensible. La Marina sugirió continuar con el uso de picrato de amonio. Por el contrario, el Comité de Investigación de la Defensa Nacional (NDRC), que visitó el Royal Arsenal, Woolwich, creía que se necesitaban nuevos explosivos. James B. Conant, presidente del Departamento B, deseaba continuar la investigación en esta área. Por lo tanto, Conant estableció un Laboratorio Experimental de Explosivos en la Oficina de Minas, Bruselas, Pensilvania, utilizando las instalaciones de la Oficina de Investigación y Desarrollo (OSRD). El uso de RDX era principalmente militar.

Explosión RDX
Explosión RDX

En 1941, una misión británica de Tizard visitó los departamentos del ejército y la marina de los EE. UU. y parte de la información proporcionada incluía detalles del método Woolwich para producir RDX (RDX) y estabilizarlo mezclándolo con cera de abejas. El Reino Unido solicitó que EE. UU. y Canadá juntos suministren 220 toneladas (440.000libras) RDX por día. La decisión fue tomada por William P. P. Blandy, Jefe de la Oficina de Municiones, y se decidió adoptar el RDX para su uso en minas y torpedos. Dada la necesidad inmediata de RDX, la unidad de combate de EE. UU., a pedido de Blandy, construyó una planta que inmediatamente copió el equipo y el proceso utilizado en Woolwich. El resultado de esto fue la Guardia de Artillería de Wabash bajo EI du Pont de Nemours & Company. En ese momento, la planta de ácido nítrico más grande del mundo estaba involucrada en estos trabajos. El proceso de Woolwich fue costoso; por cada libra de RDX se necesitaron 11 libras (5,0 kg) de ácido nítrico fuerte.

Método del problema

A principios de 1941, la NCRR estaba estudiando nuevos procesos. El proceso de Woolwich, o proceso de nitración directa, tiene al menos dos serios inconvenientes: utiliza grandes cantidades de ácido nítrico y disuelve al menos la mitad del formaldehído. Un mol de hexametilentetramina no podía dar más de un mol de RDX. Al menos tres laboratorios sin experiencia previa en explosivos han recibido la tarea de desarrollar mejores métodos de fabricación para RDX; tenían su sede en las universidades públicas de Cornell, Michigan y Pensilvania. Werner Emmanuel Bachmann de Michigan desarrolló con éxito el "proceso combinado" al combinar el proceso canadiense con la nitración directa. El proceso de combinación requería grandes cantidades de anhídrido acético en lugar de ácido nítrico en el antiguo proceso "vulvista" británico. Idealmente, el proceso de combinación puede producir dos moles de RDX de cadamol hexametilentetramina.

Incendio tras explosión de RDX
Incendio tras explosión de RDX

La enorme producción de RDX no puede seguir dependiendo del uso de cera de abeja natural para la desensibilización. El laboratorio de investigación de Bruceton Explosives ha desarrollado un sustituto estabilizador a base de petróleo.

Más producción

NERC encargó a tres empresas el desarrollo de plantas piloto. Estos fueron: Western Cartridge Company, E. I. du Pont de Nemours & Company, y Tennessee Eastman Company, parte de Eastman Kodak. En Eastman Chemical Company (TEC), un fabricante líder de anhídrido acético, Werner Emmanuel Bachmann desarrolló un proceso continuo para crear RDX. La RDX era fundamental para las operaciones militares y su proceso de producción era demasiado lento en ese momento. En febrero de 1942, TEC comenzó a fabricar pequeños volúmenes de RDX en su planta piloto, Wexler Bend, lo que llevó al gobierno de EE. UU. a permitir que TEC diseñara y construyera las obras de Holston Ordnance Works (HOW) en junio de 1942. En abril de 1943, la RDX se producía allí. A fines de 1944, la planta de Holston y la planta de artillería de Wabash, que utilizaba el proceso Woolwich, producían 25 000 toneladas cortas (23 000 toneladas - 50 millones de libras) de composición "B" por mes.

Proceso alternativo

Se descubrió que el proceso de Bachmann para la síntesis de RDX es más eficiente en términos de rendimiento que el método utilizado en el Reino Unido. Esto más tarde condujo a la producción de RDX utilizando el proceso de Bachmann.

Ataque con hexógeno
Ataque con hexógeno

Resultado

El objetivo del Reino Unido en la Segunda Guerra Mundial era utilizar un RDX "insensibilizado". En el proceso original de Woolwich RDX, RDX se flegmatizaba con cera de abejas, pero más tarde se usó cera de parafina en base al trabajo realizado en Bruceton. En el caso de que el Reino Unido no pudiera obtener suficiente RDX para satisfacer sus necesidades, se corrigieron algunas de las deficiencias en los métodos de producción reemplazando el amatol, una mezcla de nitrato de amonio y TNT. Esta información será útil para todos los que todavía no saben qué es el hexógeno.

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