Badania nad zwiększeniem skali syntezy TEX

• Autorzy: Prasuła Piotr , Szkudlarek Monika , Gołofit Tomasz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0015.9898

Warianty tytułu

EN

Research on increasing the scale of TEX synthesis

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Bezpieczeństwo pracy to obecnie najistotniejsze wyzwanie przed którym stoi cały świat. W przemyśle zbrojeniowym główna uwaga skupia się na wytwarzaniu form użytkowych zawierających mało wrażliwe materiały wybuchowe. 4,10-dinitro-2,6,8,12-tetraoksa-4,10-diazaizowurcytan (TEX) jest przykładem mało wrażliwego kruszącego materiału wybuchowego posiadającego dobre parametry detonacyjne oraz niewielką wrażliwość na bodźce mechaniczne. W pracy przedstawiono wykonanie syntezy TEX w zwiększonej skali laboratoryjnej oraz przeprowadzenie badań laboratoryjnych takich, jak pomiar gęstości, spektroskopia Ramana, spektroskopia w podczerwieni oraz analiza termiczna, oznaczenie wrażliwości na tarcie i uderzenie. Przygotowano odlewane mało wrażliwe kompozycje wybuchowe na bazie TEX. Kompozycje te zostały przebadane w laboratorium, wykonano ładunki i przeprowadzono pomiar prędkości detonacji otrzymanych układów.

EN

Work safety is currently the most important challenge facing the whole world. In the arms industry, the main focus is on the production of formulations containing low-sensitive explosives. 4,10-dinitro-2,6,8,12-tetraoxa-4,10 diazoisovurcate (TEX) is an example of a low-sensitive blasting explosive with good detonation parameters and low sensitivity to mechanical stimuli. In this work, the synthesis of TEX was performed on an enlarged laboratory scale, and then laboratory tests were performed, such as density measurement, Raman spectroscopy, infrared spectroscopy and thermal analysis, measurement of sensitivity to friction and impact. Low-sensitive explosive compositions based on TEX were made. These compositions were tested in the laboratory, charges were made and the detonation velocity of the obtained products was measured.

Słowa kluczowe

PL

małowrażliwe materiały wybuchowe; TEX; synteza; kompozycje małowrażliwe; bezpieczeństwo pracy

EN

insensitive explosives; TEX; synthesis; insensitive compositions; work safety

• Wydawca: Wojskowy Instytut Techniczny Uzbrojenia
• Czasopismo: Problemy Techniki Uzbrojenia
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 51, z. 160
• Strony: 79--96
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Prasuła Piotr

• Politechnika Warszawska, Szkoła Doktorska nr 1, Wydział Chemiczny, Zakład Materiałów Wysokoenergetycznych

• https://orcid.org/0000-0001-5053-2046

autor

Szkudlarek Monika

• Wojskowy Instytut Techniczny Uzbrojenia

autor

Gołofit Tomasz

• Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny, Zakład Materiałów Wysokoenergetycznych

• https://orcid.org/0000-0001-7594-1145

Bibliografia

• [1] NATO STANAG 4439, NATO Standardization Agency, Brussels, Belgium, March 17, 2010 Policy for Introduction and Assessment of Insensitive Munitions, 3rd ed.
• [2] D. Clement, E.-C. Koch, K. Rudolf, B. Eigenmann, Comparison of the Shock Wave Sensitivity of HMX-Based Explosives Obtained by Either Slurry or Paste Process, 10th Seminar New Trends in Research of Energetic Materials, p. 128-140, Pardubice, Czech Republic, 25-27 April, 2008.
• [3] Effect of Different Polymeric Matrices on Some Properties of Plastic Bonded Explosives Ahmed Elbeih, Svatopluk Zeman, Marcela Jungova, Pavel Vavra, and Zbynek Akstein, Propellants, explosives, pyrotechnics, 37, 676-684, 2012.
• [4] Antoine E. D. M. van der Heijden*, Yves L. M. Creyghton, Emanuele Marino, Richard H. B. Bouma, Gert J. H. G. Scholtes, Willem Duvalois TNO Defence, Security and Safety, P. O. Box 45, 2280 AA Rijswijk, The Netherlands Marc C. P. M. Roelands TNO Science and Industry, Energetic Materials: Crystallization, Characterization and Insensitive Plastic Bonded Explosives, P. O. Box 342, 7300 AH Apeldoorn, The Netherlands Received: June 28, 2007; revised version: August 7, 2007.
• [5] Ruth M. Doherty, Relationship Between RDX Properties and Sensitivity, Research, Development, Test and Evaluation Directorate, Naval Surface Warfare Center Indian Head Division, Indian Head, MD 20640-5102 (USA) Duncan S. Watt Novare, Level 6 80 Petrie Terrace, Brisbane 4000 (Australia) Received: July, 9, 2007; revised version: August 16, 2007; MS 2007/018.
• [6] B. Risse, F. Schell, D. Spitzer, Synthesis and Desensitization of Nano-β-HMX, Propellants Explos. Pyrotech. 39, 391-401, 2014.
• [7] N. Radacsi, A. Stankiewicz, Y. Creyghton, A. van der Heijden, J. ter Horst, Electrospray Crystallization for High-Quality Submicron-Sized Crystals, Chem. Eng. Technol. 34, 624 - 630, 2011.
• [8] A novel approach for preparation of CL-20 nanoparticles by microemulsion method Y. Bayat, M. Zarandi, M.A. Zarei, R. Soleyman, V. Zeynali, Journal of Molecular Liquids 193, 83-86, 2014.
• [9] E. Koch, TEX-4,10-dinitro-2,6,8,12-tetraoxa-4,10-diazatetracyclo[5.5.0.05,9.03,11]- dodecane-review of a promising high density insensitive energetic material, Propellants Explos. Pyrotech 40 (3) 374-387, 2015.
• [10] Li-Bai Xiao1, Yang Luo1, Feng-Qi Zhao1, Hong-Xu Gao1, Na Li1, Xue-Li Chen1, Ying Wang1, Rong-Zu Hu1, Dissolution properties of 4,10-dinitro-2,6,8,12-tetraoxa- 4,10-diazaisowutrzitane in N-methyl pyrrolidone, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 123, 659-663, 2016.
• [11] D. Powała, A. Orzechowski, A. Maranda, Low sensitive high explosives. 4,10-Dinitro2,6,8,12-tetraoxa-4,10-diazatetracyclo[5.5.0.05,903,11]dodecane, Przemysł Chemiczny, 90/1, 2011.
• [12] Vail S.L., Moran C.M., Barker R.H., The Formation of N,N’- dihydroxyethylenebisamides from Glyoxal and Selected Amides, J. Org. Chem., 30, 1195-1199, 1965.
• [13] Currie A.C., Dinwoodie A.H., Fort G., Thompson J.M.C., Base-catalyzed Reactions of Glyoxal. I. 1,4-Diformyl- and 1,4-bis(methylsulfonyl) Derivatives of 2,3,5,6- Tetrahydroxypiperazines, J. Chem. Soc. (C), 491-496, 1967.
• [14] Talwar, M. B., J. K. Nair, R.S. Palaiah, T. Mukundan and H. Sigh. TEX: The new insensitive high explosive. Defence Science Journal, 52(2): 157-163. 2002.
• [15] Jolovy, Z., R. Matyas, D. Klasovity, and S. Zeman. Contribution to the synthesis of 4,10-dinitro-2,6,8,12-tetraoxa-4,10-diazatetracyclo[5.5.0.05,903,11]dodecane (TEX). Central European Journal of Energetic Materials, 7(3): 189-196. 2010.
• [16] Santhosh Reddy Mandha, Anuj A Vargeese, Thermal Decomposition Kinetics of 4,10- dinitro-2,6,8,12-tetraoxa-4,10-diazatetracyclo[5.5.0.05,903,11]dodecane (TEX): An energetic nitramine oxidizer, Advanced Centre of Research in High Energy Materials (ACRHEM), 2016.
• [17] V. T. Ramakrishnan, M. Vedachalam, J. H. Boyer, 4,10-Dinitro-2,6,8,12-tetraoxa-4,10- diazatetracyclo[5.5.0.05,9.03,11]-dodecane, Heterocycles, 31, 479-490, 1990.
• [18] T. K. Highsmith, W. W. Edwards, R. B. Wardle, Synthesis of 4,10- Dinitro-2,6,8,12- tetraoxa-4,10-diazatetracyclo[5.5.0.05,9.03,11]-dodecane, US Patent 5.498.711, USA 1996.
• [19] Gottlieb, L., G. Korogodsky, and Y. Evron. 2005. Process for synthesis of dinitrotetrao-xadiazisowursitane (DTIW). European Patent EP 1598359 A1, filed May 19, 2005, and issued Nov. 23, 2005.
• [20] P. Maksimowski, T. Gołofit, 4,10-Dinitro-2,6,8,12-tetraoxa-4,10- diazatetracyclo[5.5.0.05,9.03,11]-dodecane Synthesis, J. Energ. Mater. 31, 224-237, 2013.
• [21] Wallace IA, Braithwaite PC, Neidert JB. Plastisol explosive. US Patent 5,468,313 A, USA. 1995.
• [22] Lund GK, Highsmith TK, Braithwaite PC, Wardle RB. Insensitive high-performance explosive compositions. US Patent 5,529,649 A, USA. 1996.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).