有机化学与军事.ppt

军事有机化学,有机化学在军事上应用非常广泛，从炸药到火箭、导弹的推进剂；从喷火器到名为化学武器实为各种有机毒剂；从用于伪装、防护的各种有机涂料、材料到武器、装备，处处离不开有机化学。,但是，由于军事有机化学许多内容仍居于军事机密，无法展开介绍。仅能就军事有机化学中最基本方面择其已公开的部分内容作些简要介绍,一、有机炸药,在一定外界条件下能发生爆炸并对周围介质造成破坏的物质统称为炸药。绝大多数的炸药是有机化合物或它们的混合物。,按作用炸药主要分为二类：起爆药、烟火药。,1起爆药,起爆药是一类敏感炸药，它只要受到外界能量激发即可发生燃烧或爆炸并能迅速形成爆轰。因此，主要用于装配起爆装置，如火帽雷管。,起爆药通常分为单体起爆药、混合起爆药和复合起爆药等三类。常用的单体起爆药如：,A、雷汞 Hg（ONC）2:,由硝酸汞与乙醇反应而制得，是最古老的起爆药，对火焰、针刺、撞击均有较高的敏感性。因其安定性较差且有剧毒已为迭氮化铅所代替。,B、叠氮化铅 Pb（N3）2:,由叠氮化钠与硝酸铅反应制得，是近年常用的起爆药。为提高其稳定性，适应武器性能的要求，使用时常与橡胶、淀粉、羧甲基纤维素等有机物制成胶体叠氮化铅、糊精迭氮化铅、羧甲基纤维素迭氮化铅等。,C、斯蒂芬酸铅(THPC):,化学名称是三硝基间苯二酚铅，因三硝基间苯二酚又称斯蒂芬酸而得名。对火焰和放电很敏感。,D、特屈拉辛，又叫四氮烯:,它是不饱和氮氢化合物NH2-NH-N=NH的衍生物，其实验式为C2H8ON10。，对机械激发敏感。常与THPC混合使用。,E、二硝基重氮酚(DDNP):,其化学式为C6H2N4O5，起爆力强，机械感度比雷汞低，除军事外常用作工业雷管装药。,2猛性炸药,猛性炸药即通常讲的炸药，因其爆炸时对周围介质破坏之猛烈而得名。炸药品种很多，通常它可分为单体炸药和混合炸药两类。,单体炸药,通常使用的单体炸药多是含硝基或含硝酸酯的含氮有机化合物，如梯恩梯（TNT)、特屈儿(CE)、黑索今(RDX)、太安(PETN)、奥克托今（HMX）、六硝基芪（qi）(HNS)、三氨基三硝基苯(TATB)等。,A、梯恩梯(TNT):,化学名称：2，4，6一三硝基甲苯，因其外观为淡黄色，所以又叫黄色炸药。它是具最广泛用途的炸药之一。通常用它作为衡量和比较炸药爆炸性能的基准，例如，第二次世界大战时美军投在日本广岛原子弹的爆炸力“相当于25万吨TNT炸药”。,B、特屈儿(CE):,化学名称：2，4，6一三硝基苯甲硝胺，其威力大于TNT，但毒性较大。常用作传爆药或与TNT混合使用。,C、黑索今(RDX):,化学名称：环三亚甲基三硝胺。其威力大于TNT，常作为雷管底层炸药装药和导爆索装药等。它和蜡或高分子化合物组成的炸药及一系列的塑胶炸药用途很广。也可作为固体推进剂的组分以提高推进剂的能量。,D、太安(PETN):,化学名称：季戊四醇四硝酸酯。是硝酸酯炸药中化学性质最稳定的一种。其爆轰感度较高，在大量含水情况下仍能爆轰。用途与黑索今相似。,E、苦味酸:,化学名称：2，4，6三硝基苯酚。是一种最老的猛性炸药。因其敏感度太高，且极易与金属生成对撞击与摩擦敏感度极高的苦味酸盐，因此已逐渐被TNT或其他炸药代替。,混合炸药,由于大多数的单体炸药不能很好满足实际应用的要求，所以在实际应用中，多用混合炸药，以取各单体炸药之长、补各单体炸药之短。,A、黑梯炸药,又称赛克洛托，由黑索今与梯恩梯混合组成。如在其中再掺入些铅粉，则能显著提高其爆热性能，增强其爆炸时穿甲能力。,B、奥克托儿,由奥克托今与梯思梯混合组成。具较高威力。,C、塑料粘结炸药,是一种新型高能混合炸药。它一般以黑索今、太安、奥克托今等高等炸药为主体，以高聚物为粘结剂制成。有的还加入增塑剂及其他助剂，以改善炸药的性能。,D、塑胶炸药,又叫塑性炸药。是在炸药中加入10左右塑化剂制成。它的特点是可以任意改变炸药的形状并粘附于被爆炸物上，因此使用方便。,E、铵锑炸药,由硝酸铵与梯恩梯混合组成。因硝酸铵易吸潮结块，所以如密封不严不宜久存。,F、燃料空气炸药,是以燃料为主成份。第一次引爆时将燃料分散于空气中形成雾状分散体并与空气的氧充分混合，第二次引爆，则燃料与氧的混合体发生爆轰，可产生大面积杀伤破坏效应。此类炸药已于20世纪70年代用于实战。,3烟火药,烟火药是一类特殊的炸药。虽然它在一定条件下也会起爆(比一般炸药弱)，但它主要通过燃烧反应而产生烟火效能(如照明、信号、燃烧等)。,烟火药是由易燃物、氧化剂和粘合剂组成的混合物。,易燃物通常是用树脂、油、淀粉等有机化合物及某些金属硫化物及硫、磷、铝、镁或铝镁合金1：1)等。,氧化剂通常采用氯酸盐、硝酸盐、过氯酸盐、某些金属氧化物或过氧化物。,粘合剂主要是保证压好的烟火药制品有适当的机械强度，如用酚醛树脂、糊精、虫胶、松香、阿拉伯树胶等。,二、有机火药,火药是指在隔氧情况下能自行迅速而有规律地稳定燃烧并释放出大量的热能和气体以提供推进力的物质。,在军事上主要是用作枪弹、炮弹、导弹、火箭等火器发射的能源或某些驱动装置和抛射装置的工作能源。,火药又分为发射药和推进剂两类：,将发射枪炮弹丸的火药叫做发射药；将推进导弹、火箭的火药称为推进剂。,1发射药,我国古代发明的火药是最早的发射药。但那是以无机硝酸盐为主要成份，如黑火药是硝酸钾、硫黄和木炭粉的混合物。目前使用的发射药则多是以有机化合物为主要成分的无烟火药。,发射用的有机火药根据其成分可分为单基药、双基药和三基药等类。,A单基药,单基药的典型代表是硝化棉火药，它是将纤维素硝化即得硝化纤维(纤维素硝酸酯)。硝化纤维经加入挥发性溶剂塑化成型后再驱除溶剂即成。广泛用作枪弹和中小口径炮弹的发射药。,B双基药,双基药的典型代表是硝化甘油火药，它是以硝化纤维素和硝化甘油两种成份为基的无烟火药。双基药是高能火药，因其爆温高，对武器烧蚀严重，所以多用作大口径炮弹的发射药。双基药也用是常用的猎用火药。,C三基药,三基药的典型代表是TB火药，它是由硝化纤维、硝化甘油和硝基胍三种成份为基组成的无烟火药。主要用作大口径炮弹的发射药。,2推进剂,推进剂是对导弹、火箭提供推动力的火药。,通常可分为火箭固体推剂和液体推进剂等两类。,固体复合推进剂广泛用于中、远程导弹。,液体推进剂多用于战略导弹、也有用于短程、战术导弹。,三、有机毒剂,通常，把以毒剂杀伤有生力量的各种武器、器材统称为化学武器。,军事上可使用的毒剂，除少数如氯气、氢氰酸、氯化氰等)为无机毒剂外，绝大多数那是有机毒剂。,施放毒剂的化学武器包括各种装有毒剂的炮弹、炸弹、导弹、火箭弹、地雷、毒烟施放器、飞机布洒器等等，它们将毒剂分散成蒸汽、液滴、气溶胶或粉末等状态，使空气、地面、水源和物体染毒，以杀伤、疲惫敌方有生力量，迟滞敌方军事行动。,化学武器在第一次世界大战时欧洲曾大规模使用，1925年国际上即已签署禁止化学武器的议定书，但至今却仍禁而不止。我国历来反对使用化学武器并主张全面禁止和彻底销毁化学武器。但往往是树欲静而风不止，因此人们(尤其是化学工作者)还需要具备有关知识。,目前化学武器可分为一元和二元两类。,凡直接将毒剂装入各种弹体或器材的化学武器称一元化学武器。,装入同一弹体容器的是两种无毒或低毒处于隔离状态的毒剂前体，在投射过程中隔膜破裂毒剂前体相互混合并迅速发生化学反应生成毒剂的化学武器叫做二元化学武器。二元化学武器是一种新型的化学武器。,1神经性毒剂,神经性毒剂是一类作用于神经系统的有机膦酸酯毒剂。它们都是无色油状液体，可通过皮肤或经呼吸道等多种途经进入人畜体内，抑制人畜胆碱脂酶，破坏神经冲动传导，使人畜中毒。其主要症状如缩瞳、流涎、恶心、呕吐、肌颤、痉挛和呼吸麻痹。这是一类速杀性致死毒剂。如：,2糜烂性毒剂,糜烂性毒剂是一类能使皮肤糜烂的毒剂，兼有全身中毒作用，可导致死亡。这类毒剂多为气体，可通过呼吸、皮肤等多种途经使人中毒。接触皮肤可引起红肿、起泡、糜烂；吸入体内可损伤呼吸道、肺组织及神经系统。对这类毒剂要用防毒面具和皮肤防护用品。目前多数尚无有效的解毒药。如：,3窒息性毒剂,窒息性毒剂是一类通过损伤肺组织，使血浆渗入肺泡引起肺水肿的毒剂，因此又叫伤肺性毒剂。中毒后有的有数小时的潜伏期。肺水肿症状为呼吸困难、胸部压痛、呼吸频率升高、血压下降、严重时昏迷、窒息而死亡。这类毒剂多为气体对眼、鼻、喉也有不同程度的刺激。使用防毒面具即可对其有效地防护。这类毒剂的典型代表是光气(COCl2)，化学名称是二氯化碳酰。氯气也是属于这一类毒气，现在己不用了。如：,4全身中毒性毒剂,全身中毒性毒剂是一类损伤人体细胞和组织内呼吸酶系的气态毒剂。它进入机体后会抑制细胞色素氧化酶，中断细胞的氧化反应造成全身性组织缺氧，尤其是呼吸中枢出现呼吸麻痹，其症状是迅速昏迷、痉挛和呼吸困难，如不及时救治迅即死亡。使用防毒面具即可对其有效地防护。亚硝酸异戊酯等为急救解毒药。如：,这类毒剂如：氢氰酸(HCN)、氯化氰(ClCN)等。,5失能性毒剂,失能性毒剂是一类使人暂时失去正常的精神功能、躯体功能，从而失去战斗力的毒剂。它通常可分为精神失能剂积躯体失能剂。中毒后使人精神致幻、麻醉、瘫痪、血压下降、暂时失明等。一般不会引起死亡或导致永久性伤害，但中毒会持续数小时以至数天。使用防毒面具能有效地防护，毒扁豆碱为有效解毒药。,这类毒剂的代表是60年代才投入实战的毕兹(BZ)，其化学名称是二苯羟乙酸一3一喹啉环酯。固体，使用时使成为气溶胶以便使空气染毒。,6刺激性毒剂,刺激性毒剂是一类对眼、鼻、喉、皮肤具刺激作用的毒剂。中毒后会使中毒者流泪、眼疼、打喷嚏、咳嗽、恶心、呕吐、胸痛、头痛、皮肤灼痛。大量吸人也可致死。这类毒剂多为芳香性固体。使用防毒面具可有效地防护。,刺激性毒剂可分为催泪性毒剂、喷嚏性毒剂、复合型毒剂等。,7植物杀伤剂,植物杀伤剂是一类能使植物树枝叶凋落、不育乃至枯死的有机毒剂。它分落叶剂和灭生除草剂。灭生除草剂又有触杀型和内吸传导型之分。触杀型可使植物接触毒剂部位枯萎。内吸传导型可杀死深根植物，毁灭土中幼芽，阻止或延续植物重新生长。它们对人、畜也有一定的毒性。这类毒剂英、美均在50年代和60年代用于马来亚和越南的侵略战争。,这类植物杀伤剂如2，4滴，2，4，5滴，除草定，灭草隆，二甲胂酸等。,四、有机防护与伪装器材,战争的本身就是要消灭敌人（敌方)，保存自己(已方)。为了更多地消灭敌人，就要更好地保护自己。战争中进行的各种防护和各种伪装，目的都是为了更好地保护自己(伪装隐蔽，不让敌人发现，或迷惑敌人，令敌人产生错误判断，目的也是为了保护自己或出其不意地消灭敌人)。,战争中的防护范围极其广泛：,兵器装备防护：坦克、舰艇的装甲防护,雷达设备,飞机抗雷达的电子干扰防护；,军事工程防护：如战壕、碉堡、防空洞、地下工事；,防险救生防护：如救生船艇、飞机弹射座椅座舱；,化学防护：如化学侦察、洗消器械与药物、防化设施；,个人防护：如头盗、防弹衣、防毒面具等等。,在这些防护中离不开使用必要的防护器材而其中有机防护器材是主要的防护器材之一。,伪装是为了隐蔽自己和欺骗、迷惑敌人所采取的各种隐真示假的措施。在战术伪装中，战斗人员、兵器、车辆、工程设施等等往往都需要使用各种伪装器材，因为仅仅利用地形地物隐蔽还不足以能很好对付敌人的红外、雷达等先进技术手段的侦察。使用各种器材的伪装，五花八门，可以充分发挥人的智慧。通常可分为目标伪装、迷彩伪装、遮障伪装、烟幕伪装、假目标制造等等。进行伪装所用的器材从最简单的树枝到合成材料，多为有机器材。,1橡胶防护与伪装制品,如在化学战、生物战和核战中使用的各种防毒面具、防毒衣、防毒斗笠、防毒手套、防毒靴套；防险救生用的橡皮艇、橡皮筏；三防(防核、防生物、防化学武器)工事中的所有密封器材；设置假目标中模拟人、车、火器制品等等。,2合成纤维防护与伪装制品,例如，防止子弹或弹片对躯体造成伤害而设计创作的防弹衣，其中衣套一般是用防缩水的涤纶等合成纤维制成，而防弹层则用多层的凯夫拉尔或尼龙等合成纤维制成；飞行员穿的救生防护加压服往往也是用合成纤维（如芳纶）材料制成的；降落伞早先是真丝制品，近年也已用尼龙、丙纶等合成纤维制造；巡障伪装器材中常用的伪装网、伪装盖布等，多用尼龙、氯纶作材料；单兵伪装用的伪装衣(如能对付光学侦察的伪装衣、雷地伪装衣等)、钢盔罩等也是用合成纤维组成的。,3塑料防护与伪装制品,塑料制品在防护与伪装器材中比比皆是，例如战斗人员戴的头盔、钢盔已逐渐被增强塑料所代替，其强度不低于钢盔而重量却轻许多。,4发烟剂,军事上常常施放烟幕，人工制造烟雾屏障，用以隐蔽己方部队的行动或其他目标，防碍敌人的观察和射击，并迷惑对方，使敌人弄不清我方的真实位置和企图，因而具有隐蔽和干扰作用。,5.迷彩伪装材料,迷彩伪装材料主要是光学迷彩涂料，它包括耐久性光学迷彩涂料(如用于金属表面的醇酸树脂涂料、用于织物表面的丙烯酸树脂涂料)，临时性光学迷彩涂料(如水溶性涂料，油溶性涂料等)。,此外，喷火器及其他有机军事装备 与有机化学也是密切相关。,在近距离的战斗中，枪炮也越来越多地被喷火器(又叫火焰喷射器)所代替。,喷火器所用的“火药”主要是凝固汽油，是用铝皂型凝粉稠化的凝固汽油，喷出后粘耐性强，能延长燃烧时间，产生800左右的高温。,军事工程装备，其中包括工程侦察器材(如观察器材、测绘器材、照相与录音器材)、地雷战器物(如各种地雷、布雷器材、探雷器材、扫雷器材)、爆破器材、渡河器材(如各种舟桥、轻型渡河门桥)、前述的防护与伪装器材等等，许多都是用有机合成材料制成的。至于海军的各种帆缆器材(如帆布制品类、绳索类、涂料类、桥帜类、清洁用品类、化验化器类等等)出于要求多能、长效耐用、轻便、简化就更多处采用广告成型料、合成纤维、和各种天然与合成橡胶材料了。,