C -4 (explosiv) - C-4 (explosive)

C-4
Eod2.jpg
Sätt i spränglock i block av C-4-sprängämne
Typ Högavkastande kemiskt sprängämne
Härstamning Storbritannien
Servicehistorik
Använd av Förenta staterna
Krig Vietnamkrigets
krig mot terror
Produktionshistoria
Designad 1956
Producerad 1956 – aktuell
Varianter PE-4, M112
Specifikationer (M112)
Massa 1,25 lb (0,57 kg)
Längd 11 tum (28 cm)
Bredd 5,1 cm
Höjd 1,5 tum (3,8 cm)
Fyllning RDX
Fyllnadsvikt 91%

detonationsmekanism
 PETN -baserad detonerande sladd
Blastutbyte Hög

C-4 eller komposition C-4 är en vanlig variant av plastexplosionsfamiljen känd som komposition C , som använder RDX som sitt explosiva medel. C-4 består av sprängämnen, plastbindemedel, mjukgörare för att göra det formbart, och vanligtvis en markör eller luktande taggantkemikalie . C-4 har en konsistens som liknar modelleringslera och kan formas till vilken önskad form som helst. C-4 är metastabilt och kan bara exploderas av chockvågen från en detonator eller spränglock.

Ett liknande brittiskt plastsprängämne, också baserat på RDX men med annan mjukgörare än komposition C-4, är känt som PE-4 (Plastic Explosive No. 4).

Utveckling

C-4 är medlem i komposition C-familjen av kemiska sprängämnen. Varianter har olika proportioner och mjukgörare och inkluderar komposition C-2, komposition C-3 och komposition C-4. Det ursprungliga RDX-baserade materialet utvecklades av britterna under andra världskriget och utvecklades som komposition C när det introducerades för amerikansk militär. Den ersattes av komposition C-2 omkring 1943 och senare ombyggd omkring 1944 som komposition C-3. Toxiciteten för C-3 reducerades, koncentrationen av RDX ökades, vilket gav förbättrad säkerhet vid användning och lagring. Forskning om en ersättning för C-3 påbörjades före 1950, men det nya materialet, C-4, började inte med pilotproduktion förrän 1956. C-4 lämnades in för patent som "Solid Drivmedel och en process för dess beredning" mars 31, 1958, av Phillips Petroleum Company .

Egenskaper och användningsområden

Sammansättning

Kompositionen C-4 som används av Förenta staternas väpnade styrkor innehåller 91% RDX ("Research Department Explosive", en explosiv nitroamin ), bunden av en blandning av 5,3% dioctylsebacat (DOS) eller dioctyl adipate (DOA) som mjukningsmedel ( för att öka sprängämnets plasticitet ), förtjockad med 2,1% polyisobutylen (PIB, ett syntetiskt gummi ) som bindemedel och 1,6% av en mineralolja som ofta kallas "processolja". I stället för "processolja", lågviskös motorolja används i tillverkningen av C-4 för civilt bruk.

Den brittiska PE4 består av 88,0% RDX, 1,0% pentaerytrit-dioleat och 11,0% DG-29 litiumfett (CORRESP till 2,2%. Litiumstearat och 8,8% mineralolja BP ) som bindemedel; en taggant (2,3-dinitro-2,3-dimetylbutan, DMNB ) tillsätts med minst 0,10 viktprocent av plastsprängämnet, typiskt med 1,0 viktprocent. Den nyare PE7 består av 88,0% RDX, 1,0% DMNB-taggant och 11,0% av ett bindemedel som består av lågmolekylmassa hydroxylterminerad polybutadien , tillsammans med en antioxidant och ett medel som förhindrar härdning av bindemedlet vid långvarig lagring. PE8 består av 86,5% RDX, 1,0% DMNB-taggant och 12,5% av ett bindemedel bestående av di (2-etylhexyl) sebakat förtjockat med högmolekylär massa polyisobutylen.

Tekniska data enligt Department of the Army for the Composition C-4 följer.

Teoretisk maximal densitet för blandningen, gram per kubikcentimeter 1,75
Nominell densitet , gram per kubikcentimeter 1.72658
Formationsvärme , kalorier per gram −32,9 till −33,33
Max detonationsvärme med flytande vatten, kilokalorier per gram 1,59 (6,7 MJ/kg)
Max detonationsvärme med gasformigt vatten, kilokalorier per gram 1,40 (5,9 MJ/kg)
Förblir plast utan utsöndring, Celsius −57 till +77
Detonationstryck med en densitet på 1,58 gram per kubikcentimeter, kilobar 257

Tillverkning

C-4 tillverkas genom att kombinera ovanstående ingredienser med bindemedel upplösta i ett lösningsmedel . När ingredienserna har blandats extraheras lösningsmedlet genom torkning och filtrering. Det slutliga materialet är ett fast ämne med en smutsig vit till ljusbrun färg, en kittliknande konsistens som liknar modelleringslera och en tydlig lukt av motorolja. Beroende på dess avsedda användning och tillverkaren finns det skillnader i sammansättningen av C-4. Till exempel föreskrev en amerikansk armé från 1990 en teknisk handbok att klass IV-komposition C-4 består av 89,9 ± 1% RDX, 10 ± 1% polyisobutylen och 0,2 ± 0,02% färgämne som i sig består av 90% blykromat och 10% lampa svart . RDX-klasserna A, B, E och H är alla lämpliga för användning i C-4. Klasser mäts genom granulering.

Tillverkningsprocessen för komposition C-4 specificerar att våt RDX och plastbindemedel tillsätts i en blandare av rostfritt stål. Detta kallas den vattenhaltiga uppslamningsprocessen. Vattenkokaren tumlas för att erhålla en homogen blandning. Denna blandning är våt och måste torkas efter överföring till torkbrickor. Torkning med forcerad luft i 16 timmar vid 50 ° C till 60 ° C rekommenderas för att eliminera överflödig fukt.

C-4 producerad för användning av den amerikanska militären, kommersiella C-4 (även producerad i USA) och PE-4 från Storbritannien har var och en sina egna unika egenskaper och är inte identiska. De analytiska teknikerna för sekundär jonmasspektrometri för tid och flyg och röntgenfotoelektronspektroskopi har visat sig skilja på ändliga skillnader i olika C-4-källor. Kemiska, morfologiska strukturella skillnader och variation i atomkoncentrationer är detekterbara och definierbara.

Detonation

En detonation i en sprängresistent papperskorg med en stor C-4-sprängladdning.

C-4 är mycket stabil och okänslig för de flesta fysiska stötar. C-4 kan inte detoneras av en skottlossning eller genom att släppa den på en hård yta. Det exploderar inte när det antänds eller utsätts för mikrovågor . Detonation kan bara initieras av en chockvåg , till exempel när en detonator som sätts in i den avfyras. När det detoneras sönderfaller C-4 snabbt för att frigöra kväve, vatten och koloxider samt andra gaser. Detonationen fortsätter med en explosiv hastighet av 8 092 m/s (26 550 ft/s).

En stor fördel med C-4 är att den enkelt kan formas till önskad form för att ändra riktningen för den resulterande explosionen. C4 har hög kapningsförmåga. Till exempel tar en fullständig avskärning av en 14 tum (36 cm) djup I-balk mellan 680 och 910 g) C4 vid korrekt applicering i tunna ark.

Form

C-4 förpackad som standardstorlek M112 rivningsavgifter. Ibland används 16 block av M112 för att skapa en M183 rivningskostnadsenhet.

Militärklass C-4 förpackas vanligtvis som rivningsblock M112 . Rivningsladdningen M112 är ett rektangulärt block av komposition C-4 cirka 2 x 1,5 tum (51 mm × 38 mm) och 11 tum (280 mm) långt, som väger 1,25 lb (570 g). M112 är insvept i en ibland olivfärgad Mylar -filmbehållare med en tryckkänslig tejp på ena ytan.

M112-rivningsblocken av C-4 tillverkas vanligtvis i M183 "rivningsladdningsenhet", som består av 16 rivningsavgifter för M112-block och fyra primingaggregat förpackade inuti militär bärväska M85. M183 används för att bryta mot hinder eller för att riva stora strukturer där det krävs större avgifter . Varje primingaggregat inkluderar en 1,5 eller 6,1 m lång detonatkabel som är monterad med detonerande snörklämmor och är täckta i varje ände med en booster. När laddningen detonerar omvandlas sprängämnet till komprimerad gas. Gasen utövar tryck i form av en chockvåg, som rivar målet genom att skära, bryta eller kratera.

Andra former inkluderar minröjnings Radavgift och M18A1 Claymore Mine .

Säkerhet

Ytterligare information: Sprängämnes säkerhet och säkerhetstestning av sprängämnen

Sammansättning C-4 finns i den amerikanska armén Farliga komponenter Säkerhetsdatablad på bladnummer 00077. Slagprov utförda av den amerikanska militären indikerar att komposition C-4 är mindre känslig än komposition C-3 och är ganska okänslig. Okänsligheten tillskrivs att använda en stor mängd bindemedel i dess sammansättning. En serie skott avlossades mot injektionsflaskor som innehöll C-4 i ett test som kallades "gevärskulttestet". Endast 20% av flaskorna brann och ingen exploderade. Medan C-4 klarade arméns kuldepåverkan och fragmentstötningstest vid omgivningstemperatur misslyckades den med chockstimulans, sympatisk detonation och formade laddstråleprov. Ytterligare tester gjordes inklusive "pendelfriktionstestet", som mätte en explosionstemperatur på fem sekunder på 263 ° C till 290 ° C. Den minsta initieringsladdning som krävs är 0,2 gram blyazid eller 0,1 gram tetryl . Resultaten av 100 ° C värmetest är: 0,13% förlust under de första 48 timmarna, ingen förlust under de andra 48 timmarna och inga explosioner på 100 timmar. Vakuumstabilitetstestet vid 100 ° C ger 0,2 kubikcentimeter gas på 40 timmar. Komposition C-4 är väsentligen icke-hygroskopisk .

Den stötkänslighet av C-4 är relaterad till storleken av de nitramin partiklarna. Ju finare de är desto bättre hjälper de till att absorbera och dämpa stötar. Användning av 3-nitrotriazol-5-on (NTO) eller 1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobensen (TATB) (finns i två partikelstorlekar (5 µm, 40 µm)), som ersättning för RDX, kan också förbättra stabiliteten för värme-, chock- och slag-/friktionsstimulering; TATB är dock inte kostnadseffektivt och NTO är svårare att använda i tillverkningsprocessen.

Känslighetstestvärden
rapporterade av den amerikanska armén.
Slagprov med 2 kg / PA APP (% TNT) > 100
Slagprov med 2 kg / BM APP (% TNT) Ej tillgängligt
Pendelfriktionstest , procent explosioner 0
Gevärkulstest , procent explosioner 20
Test av explosionstemperatur , Celsius 263 till 290
Minsta detonerande laddning, gram blyazid 0,2
Brisance mätt med sandtest (% TNT) 116
Brisance mätt med platttandtest 115 till 130
Hastighet av detonation vid densitet 1,59
Hastighet av detonationsmätare per sekund 8000
Ballistisk pendeltestet procent 130

Analys

Giftighet

C-4 har toxiska effekter på människor vid förtäring. Inom några timmar uppstår flera generaliserade anfall, kräkningar och förändringar i mental aktivitet. En stark koppling till centralnervsdysfunktion observeras. Vid förtäring kan patienter administreras en dos aktivt kol för att adsorbera några av toxinerna och haloperidol intramuskulärt och diazepam intravenöst för att hjälpa patienten att kontrollera anfall tills det har gått. Det är dock inte känt att inta små mängder C-4 orsakar någon långsiktig försämring.

Undersökning

Förpackning på förpackad C-4 indikerar att den har taggats för enklare upptäckt. Även om ingen taggant används kan sofistikerade rättsmedicinska medel fortfarande användas för att identifiera närvaron av C-4.

Om C-4 är märkt med en taggant, till exempel DMNB, kan den detekteras med en explosiv ångdetektor innan den har detonerats. En mängd olika metoder för analys av explosiva rester kan användas för att identifiera C-4. Dessa inkluderar undersökning av optiskt mikroskop och skanningelektronmikroskopi för oreagerat sprängämne, kemiska prickprov, tunnskiktskromatografi , röntgenkristallografi och infraröd spektroskopi för produkter från den explosiva kemiska reaktionen. Små partiklar av C-4 kan lätt identifieras genom blandning med tymolkristaller och några droppar svavelsyra. Blandningen blir rosenfärgad efter tillsats av en liten mängd etylalkohol.

RDX har en hög dubbelbrytning , och de andra komponenterna som vanligen finns i C-4 är i allmänhet isotropa ; detta gör det möjligt för kriminaltekniska team att upptäcka spårrester på fingertopparna på personer som nyligen kan ha varit i kontakt med föreningen. Positiva resultat är dock mycket varierande och massan av RDX kan variera mellan 1,7 och 130  ng , varje analys måste hanteras individuellt med hjälp av förstoringsutrustning. De korspolariserade ljusbilder erhållna från mikroskopisk analys av fingeravtrycket analyseras med grå skala tröskling för att förbättra kontrasten för partiklarna. Kontrasten inverteras sedan för att visa mörka RDX -partiklar mot en ljus bakgrund. Relativa antal och positioner för RDX -partiklar har mätts från en serie av 50 fingeravtryck kvar efter ett enda kontaktavtryck.

Militär och kommersiell C-4 blandas med olika oljor. Det är möjligt att urskilja dessa källor genom att analysera denna olja med hög temperatur gaskromatografi-masspektrometri . Oljan och mjukningsmedlet måste separeras från C-4-provet, typiskt med användning av ett opolärt organiskt lösningsmedel såsom pentan följt av fastfasextraktion av mjukningsmedlet på kiseldioxid. Denna analysmetod begränsas av tillverkningsvariationer och distributionsmetoder.

Använda sig av

Vietnamkriget

Amerikanska soldater under Vietnamkrigstiden skulle ibland använda små mängder C-4 som bränsle för uppvärmning av rationer, eftersom det kommer att brinna om det inte detoneras med ett primärt sprängämne . Men bränning av C-4 ger giftiga ångor, och soldaterna varnas för farorna med personskada när de använder plastsprängämnet.

Bland fälttrupper i Vietnam blev det allmänt känt att intag av en liten mängd C-4 skulle ge en " hög " liknande den för etanol. Andra skulle få i sig C-4, vanligen från en Claymore-gruva , för att framkalla tillfällig sjukdom i hopp om att bli sjukskriven.

Användning i terrorism

Terroristgrupper har använt C-4 över hela världen i terrorhandlingar och uppror, liksom inhemsk terrorism och statsterrorism .

Komposition C-4 rekommenderas i al-Qaidas traditionella läroplan för sprängämnesutbildning. I oktober 2000 använde gruppen C-4 för att attackera USS Cole och dödade 17 sjömän. 1996 använde saudiarabiska Hizbollah- terrorister C-4 för att spränga Khobar Towers , ett amerikanskt militärt bostadskomplex i Saudiarabien . Komposition C-4 har också använts i improviserade explosiva enheter av irakiska uppror .

Se även

Referenser

externa länkar