Ammoniumperklorat er en kjemisk forbindelse med sentrale anvendelser innenfor forsvarsteknologi og romvirksomhet.
AP
Ammoniumperklorat brukes som oksidasjonsmiddel i rakettmotorer med fast drivstoff, såkalte faststoffmotorer. Det brukes også som bestanddel i militære sprengstoffer for enkelte typer våpensystemer, spesielt undervannsvåpen som torpedoer og sjøminer.
Ammoniumperklorat (AP) er ammoniumsaltet av perklorsyre, med kjemisk formel NH₄ClO₄. Saltet er fargeløst, krystallinsk og forholdsvis godt løselig i vann. Det har ikke noe bestemt smeltepunkt, men dekomponerer gradvis til gasser ved oppvarming til temperaturer i området 200–300 °C. Krystalltettheten til AP er 1,95 g/cm3.
På industriell målestokk lages AP ved å la ammoniumklorid og natriumperklorat reagere i vannløsning (metatesereaksjon). Dette fører til at krystaller av AP feller ut av løsningen, mens mer lettløselig natriumklorid forblir oppløst. AP kan deretter isoleres fra vannløsningen gjennom filtrering.
På grunn av stoffets sentrale betydning for forsvarsteknologi og romvirksomhet har produksjonen av AP strategisk betydning. I Vest-Europa produseres stoffet ved anlegget til ArianeGroup, et fellesforetak eid av selskapene Airbus og Safran, i Toulouse, Frankrike.
Ammoniumperklorat har utstrakt anvendelse som oksidasjonsmiddel i faste rakettdrivstoffer, der stoffet gjerne refereres til ved bruk av bokstavkoden AP. Faste rakettdrivstoffer (rakettkrutt) med AP kalles gjerne for komposittkrutt, et navn de har fått fordi de består av to distinkte faser (partikkelfase og bindemiddelfase).
Komposittkrutt basert på AP er som regel satt sammen av ulike partikkelfraksjoner med AP-krystaller blandet med aluminiumpulver og et herdbart polymermateriale basert på hydroksylterminert polybutadien (HTPB). Andre typer polymerer, slik som for eksempel polyetere, har også vært benyttet. AP utgjør som regel hovedandelen av komposittkruttet.
Under produksjon av komposittkrutt foreligger polymermaterialet som en flytende prepolymer som tilsettes AP-krystaller, aluminiumpulver og ulike tilsatsstoffer (stabilisatorer, med mer). Dette gir en deigaktig masse som deretter tilsettes et flytende herdemiddel basert på isocyanater.
Gjennom herdereaksjoner fører dette til dannelse av uretanbindinger og et kryssbundet, tredimensjonalt molekylært nettverk. Kruttmassen støpes i en rakettmotor i ønsket geometri. Etter herding blir kruttet et fast, elastisk materiale med viskelæraktig konsistens.
Komposittkrutt basert på AP anvendes i de fleste større rakettmotorer som benytter fast drivstoff. Dette inkluderer rakettmotorer til missiler for militære formål, inkludert de fleste ballistiske missiler. Det brukes også i bæreraketter, slik som i de store faststoffmotorene til den europeiske bæreraketten Ariane 5 og den amerikanske romfergen og Space Launch System (SLS).
AP inngår som bestanddel i enkelte sprengstoffkomposisjoner som brukes i undersjøiske våpensystemer, slik som torpedoer og sjøminer, og i noen typer stridshoder og flybomber (såkalte bunker busters).
Fareklassifiseringen til AP avhenger av partikkelstørrelsen på AP-krystallene. Grovpartikulært AP er klassifisert som oksidasjonsmiddel, mens finpartikulært AP er klassifisert som eksplosivstoff.
AP er lite følsomt og forholdsvis trygt under håndtering. Det har allikevel vært årsak til større ulykker, slik som ved en amerikansk fabrikk for AP i Henderson, Nevada, 4. mai 1988 (PEPCON-ulykken). En brann med påfølgende eksplosjoner i et anlegg der det var lagret flere tusen tonn AP førte til to dødsfall og omfattende materielle skader.
Forbrenning av komposittkrutt basert på AP gir dannelse av mye hydrogenklorid i avgassene. AP selv er lite akutt giftig, men kronisk eksponering for stoffet er skadelig fordi perklorater kan påvirke jodopptaket i skjoldbruskkjertelen.
AP ble laget for første gang i 1831 av den franske kjemikeren og farmasøyten Georges Simon Serullas (1774–1832) ved å nøytralisere en vannløsning av perklorsyre med ammoniakk og deretter dampe inn løsningen til krystaller felte ut. Senere på 1800-tallet ble det som regel laget ved å blande vannløsninger av bariumperklorat og ammoniumsulfat. Dette gav utfelling av uløselig bariumsulfat og en vannløsning av AP.
Den svenske industrialisten Oscar Fredrik Carlson (1844–1916), som stiftet Sveriges første store kjemiselskap, Stockholms Superfosfat Fabriks, var en pioner i elektrokjemisk fremstilling av klorater og perklorater. Hans selskap tok opp industriell produksjon av AP i 1904, som det første selskap i verden. Carlson hadde i 1896 som den første i verden patentert bruken av AP i sprengningsteknikk.
Stockholms Superfosfat Fabriks åpnet en ny fabrikk for fremstilling av blant annet AP ved industriområdet Stallbacka ved Trollhättan i løpet av 1915–1916. Carlson hadde utviklet et sprengstoff basert på AP til sivilt bruk, kalt Carlsonit. Dette bestod hovedsakelig av AP og ammoniumnitrat blandet med brenselstoffer som tremel og ferrosilisum. Produksjon av Carlsonit ble stanset i 1946, og AP lages ikke lenger i Sverige.
I Norge har det aldri vært produsert AP, men det fremstilles komposittkrutt for bruk i missilsystemer og romfart på Raufoss av Nammo, tidligere Raufoss Ammunisjonsfabrikker. Det har også vært produsert komposittkrutt til rakettmotorer for missiler ved Bofors i Sverige.
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.