Hexogen
Hexogen (auch Cyclotrimethylentrinitramin, Cyclonit und R.D.X. - Research Department eXplosive) ist ein hochbrisanter, giftiger Sprengstoff, der während des Zweiten Weltkriegs in großen Mengen hergestellt wurde und der immer noch eingesetzt wird. Der vollständige Name von Hexogen lautet Hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazin.
Struktur und Eigenschaften
Hexogen, (CH2-N-NO2)3, C3H6N6O6, Molmasse 222,117 g/mol
Hexogen (Cyclotrimethylentrinitramin) ist ein farbloser, kristalliner Feststoff mit einer Dichte von 1,82 g/cm³ und einem Schmelzpunkt von 204 °C. Das Hexogen-Molekül hat eine ringförmige Struktur mit drei Stickstoffatomen (Triazinring), es ist also ein Heterocyclus. Der Dampfdruck bei 20°C ist 5,5 10-9 mbar. Die Löslichkeit in Wasser bei 20 °C beträgt 42 mg/L .
Die im Hexogen vorhandenen Nitrogruppen (-NO2) treten in vielen Sprengstoffen auf, zum Beispiel auch im TNT oder - als Salpetersäureestergruppe (-O-NO2) - in der Schießbaumwolle und im Nitroglycerin.
Hexogen hat eine Detonationsgeschwindigkeit von 8.500 m/s und etwa 150% der Kraft von TNT und ist der Hauptbestandteil der Plastiksprengstoffe C4 und Semtex. Seine Herstellung und Handhabung hat in der Vergangenheit bereits zu Umwelt- und Trinkwasservergiftungen geführt. Kann man Trinken, jedoch sind Bauchschmerzen die Folge Hexogen entsteht bei der Reaktion von Hexamethylentetramin mit Salpetersäure HNO3.
Herstellung
Man gewinnt Hexogen durch vorsichtige Zugabe von Hexamethylentetramin (Urotropin, Hexamin, Trockenspiritus) zu hochkonzentrierter Salpetersäure (98-99%) bei ca. 15 Grad Celsius und nachfolgender Wasserverdünnung (Nitrierung). Das Verhältnis von ml Säure zu Gramm Hexamin ist 11:1. Technische Verfahren arbeiten modifiziert unter Verwendung von Zusatzstoffen, die z.B. Wasser binden oder nötiges Formaldehyd zusätzlich liefern. (Hexamin ist ein Kondensationsprodukt aus Ammoniak und Formaldehyd, entstanden in wäßriger Lösung.)
Verwendung
Hexogen gilt als besonders starker und hochbrisanter Explosivstoff und ist Bestandteil vieler verbreiteter Sprengstoffarten, zum Beispiel C4 und Torpex. Es wird für gewöhnlich mit Plastizierungsmitteln versetzt oder in Mischungen mit anderen Sprengstoffen verwendet, um die Brisanz herabzusetzen und so eine sichere Handhabung zu ermöglichen.
Reines Hexogen ist im trockenem Zustand hochexplosiv und sollte daher an kühlen Orten feucht oder in Wasser gelagert werden. Im absolut trockenem Zustand genügen geringe Aktivierungsenergien (30°C oder leichte Berührung) zum Zünden. Hexogen kommt daher nie ohne Plastifizierer wie Polyisobutylen, Polyethylen, Wachs, Knetmasse oder Ähnliches zum Einsatz.
Zur Zündung dieser Plastiksprengstoffe wird normalerweise eine #6 Sprengkapsel verwendet.
Historisches
Hexogen wurde 1898 von dem Berliner Chemiker G. F.Henning als Ausgangsprodukt für pharmazeutische Präparate in einem deutschen Reichspatent beschrieben. H. Brunswig erkannte ebenfalls in Deutschland 1916 erstmalig die hochbrisanten Eigenschaften und ließ sie sich in 2 Patenten schützen. Im Jahre 1920 erforschte man im Militärversuchsamt in Berlin die Substanz näher und benannte sie Hexogen. Die Herstellungsverfahren waren aber ungenügend. Erst in den 1930er Jahren wurden gleich 4 neue Verfahren in Deutschland entwickelt und das Hexogen unter verschiedenen Decknamen wie SH-, E- oder W-Salz im 2. Weltkrieg angewendet. Analoge Verfahren wurden auch beim Kriegsgegner entwickelt (z.B.das Bachmann-Verfahren in den USA). Heute werden verschiedene Kombinationen verwendet (so z.B. "Torpex" aus 40% Hexogen, 42% TNT und 18% Aluminium), weil das Hexogen neben einer hohen chemischen und thermischen Stabilität auch einer der brisantesten aller Sprengstoffe bei hoher Arbeitsleistung darstellt. Die Substanz ist daher heute der wichtigste hochbrisante militärische Explosivstoff, der angewendet wird. Es war auch Bestandteil in einem der ersten Plastiksprengstoffe.
Literatur : J.Gartz :Kulturgeschichte der Explosivstoffe.E.S.Mittler & Sohn.Hamburg.2006.
Weblinks
- Toxikologische Bewertung von mit sprengstofftypischen Verbindungen (STV) kontaminierten Grundwasser Forschungsbericht 1998 des Sächsischen Landesamtes für Umwelt und Geologie, Tabellarische Daten
- Herstellung