TNT'nin değişik oranlarda NTO ile karışımlarının hazırlanması ve değerlendirilmesi
Preperation and assesment of different mixtures of TNT with NTO
Yazar: HASAN KUTAY YILDIZ
Danışman: DOÇ. DR. MUHAMMET KASIM ŞENER ; PROF. DR. ULVİ AVCIATA
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Anorganik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: 2,4,6-trinitrotoluen = 2,4,6-trinitrotoluene ; Kararlılık = Stability ; Patlayıcı maddeler = Explosives ; Performans = Performance

Özet:
Enerjitik materyaller (patlayıcılar, sevk yakıtları, işaret ve aydınlatma fişekleri ) askeri olduğu kadar sivil amaçlara yönelik olarak da yoğun bir şekilde kullanılmaktadır. Günümüzde yüksek enerjitik materyallerin çeşitli uygulamalarının kimyası, sentezi, özellikleri ve diğer dikkat çekici vasıfları sayısız olarak literatürde bulunur hale gelmiştir. Geçmişte bilindik patlayıcılar hekzahidro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazin (RDX), oktahidro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazosin (HMX) ve 2,4,6-trinitrotoluen (TNT) silah uygulamalarının tamamında kullanılmışlardır. Darbe ya da şoka maruz kalmalarıyla gemi içinde, hava taşıtları veya cephane trenlerinde patlayıcıların istenmeden ateşlenmesi sonucu meydana gelen yıkıcı patlamalar sebebiyle bu patlayıcılar gözden düşmüşlerdir. Tabiî ki yüksek performans elde edilmesi patlayıcıların araştırma-geliştirmesi aşamasında her zaman birincil gereklilik olmuştur ve en güçlü yüksek patlayıcı arayışı hala devam etmektedir. Öyle görünüyor ki bu arayış hiç bitmeyecektir. Kullanıcıların düşük duyarlılık ve yüksek performans beklentisi var olan materyallerle giderilememiştir ve karışımların üretilme sürecinde maliyetleri kontrol etme ihtiyacı bu hızlı değişimin ayrıca bir temel konusu olmuştur. Bu nedenle modern ağır toplarda, patlayıcıların sahip olmaları gereken hem iyi bir termal kararlılık, darbe ve şoklara karşı duyarsızlık hem de daha iyi bir performans gibi güçlü gereklilikler vardır. Bununla birlikte bu gereklilikler az çok ortak şekilde seçilmelidir. İyi termal kararlılığa ve darbeye karşı duyarsızlığa sahip patlayıcılar aksine daha zayıf performans sergilerler. Bu nedenle yeni patlayıcıların sentezlenmesinde en önde gelen konu bulunacak molekülün hem iyi bir enerji kapasitesine sahip olması hem de optimal düzeyde güvenilirliği (düşük darbe ve şok duyarlılığı) sağlaması günümüz kullanımında aranan özelliklerdir [1]. Bu ihtiyaçlara cevap olarak dünya genelinde ?Duyarsız Mühimmatlar? (DM) üzerinde programlar geliştirilmekte ve bu yönde politikalar oluşturulmaktadır. Duyarsız patlayıcıların geliştirilmesinde birkaç yaklaşım bulunmaktadır ancak içlerinde en çok göze çarpanı düşük duyarlılıktaki patlayıcıların kullanımıdır ve performans kaybı da söz konusu değildir. DM'ye uygun patlayıcı karışımlarının elde edilmesinde iki yol mevcuttur. Bunlar duyarlı içeriğin esasen az duyarlı olan materyal ile yer değişimi; diğeri ise enerjitik bileşenin fiziksel ve kimyasal olarak izole edilmesini sağlayan ve çevresel etkileri absorbe eden dayanıklı, plastik benzeri polimerik matriks kullanımıdır [2].NTO (3-nitro-1,2,4-triazol-5-one) duyarlılığı az olmakla birlikte kısmen güçlü bir patlayıcıdır. Özellikle eriyip dökülen karışımlar DM gereksinimlerini karşılayan uygulanabilir seçenekler sunarlar. NTO'nun özellikleri, eriyip dökülebilen TNT ile olan karışımları ve duyarsızlığının test edilmesi bu çalışmanın temel odak noktasını oluşturmaktadır. Önerilen çalışmamızda Makine Kimya Enstitüsü Kurumu (MKEK) tarafından imal edilen TNT'nin duyarsızlaştırılması, NTO (3-nitro-1,2,4-triazol-5-on) ile karışımlar hazırlanmak suretiyle yapılacaktır. Ön denemeler laboratuar ölçeğinde olup, daha sonra sanayi uygulamasına uyarlanacaktır.

Abstract:
Energetic materials (explosives, propellants and pyrotechnics) are used extensively for Civil as well as Military Applications. Today the variety and number of high energy materials for various applications have become innumerable of which chemistry, Synthesis, properties and other salient features are available in the literature. In the past, common explosives hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine (RDX), octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocine (HMX) and 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) were considered adequate for all weapon applications. Because of many catastrophic explosions resulting from unintentional initiation of munition by either impact or shock, aboard ships, aircraft carriers, and munition trains, these explosives have become less attractive. Of course, higher performance has always been a prime requirement in the ? eld of research and development of explosives and the quest for the most powerful high explosives still continues and this search seems to be never ending. The demand from the user for increased performance with reduced or low vulnerability could not be met with existing materials, and the need to control costs ensured that the processes for producing compositions were also subject to rapid change. Thus, in modern ordnance there are strong requirements for explosives having both good thermal stability, impact and shock insensitivity and better performance. However, these requirements are somewhat mutually exclusive. The explosives having good thermal stability and impact insensitivity usually exhibit poorer explosive performance and vice versa. Therefore, the foremost objective at the stage of synthesis of new explosives consists of ? nding the molecule having both a good energy capability and optimal safety (reduced vulnerability, shock and impact insensitivity) to those in current use [1]. In response to such accidents, programs have been established world wide to develop Insensitive Munition (IM) which respond less violently to accidental environmental stimuli, and policies have been instituted to adopt such weapons into service. There are several different approach to the developement of insensitive munitions, but prominent among them is the use of explosive fillings with reduced sensitivity, but in which performance is not compromised. Two avenues by which to approach IM-compliant explosive compositions are the substitution of sensitive ingredients with intrinsacally less insensitive materials, and the use of tough, rubbery polymeric matrix to absorb environmental abuse and to provide physical and chemical isolation of the energetic components [2].NTO (3-nitro-1,2,4-triazol-5-one) is an insensitive but relatively powerful explosive which shows promise for application in either approach to IM-compliant formulations. In particular melt-cast based compositions may provide viable IM-compliant options. This report focuses on the properties of NTO and its application in melt cast TNT-based explosives and testing of its sensitiveness. In this proposed study, an insensitivity of TNT which is produced by MKEK will be done by means of the mixture of TNT with NTO (3-nitro-1,2,4-triazole-5-one). Pilot experiments are on the scale of laboratory and then industrial applications will be studied.