Hexamethylentriperoxid diamin
| Hexamethylentriperoxid diamin | |
|---|---|
| Všeobecné | |
| Systematický název |
Hexamethylentriperoxid diamin |
| Zkratky | HMTD, HMTD |
| Tradiční jména | Urotropin peroxid |
| Chem. vzorec | C6N206H12 _ _ _ _ _ _ _ |
| Krysa. vzorec | N ( CH2-0-0 - CH2 ) 3N |
| Fyzikální vlastnosti | |
| Stát | pevný |
| Molární hmotnost | 208,17 g/ mol |
| Hustota | 1,57 g/cm³ |
| Tepelné vlastnosti | |
| Teplota | |
| • rozklad | 60-200 °C |
| Chemické vlastnosti | |
| Rozpustnost | |
| • ve vodě | 0,01 (22 °C) |
| • v acetonu | 0,33 (20 °C) |
| • v diethyletheru | 0,017 (22 °C) |
| • v sirouhlíku | 0,01 (22 °C) |
| • v tetrachlormethanu | 0,013 (22 °C) |
| Klasifikace | |
| Reg. Číslo CAS | 283-66-9 |
| PubChem | 61101 |
| ÚSMĚVY | C1N2COOCN(COO1)COOC2 |
| InChI | InChI=1S/C6H12N2O6/c1-7-2-11-13-5-8(4-10-9-1)6-14-12-3-7/h1-6H2HMWPNDNFTFSCEB-UHFFFAOYSA-N |
| ChemSpider | 55052 |
| Bezpečnost | |
| NFPA 704 |
čtyři
2
2 |
| Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak. | |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
Hexamethylentriperoxid diamin (HMTD, HMTD, urotropin peroxid ) je iniciační výbušnina . peroxidová sloučenina. Vzorec N-( CH2-0-0 -CH2 ) 3 - N.
Fyzikální a chemické vlastnosti
Bílé malé kosočtverečné krystaly, prakticky nerozpustné ve vodě, alkoholu, acetonu a mnoha dalších rozpouštědlech (viz tabulka níže). Mírně těkavý (0,5 % za 24 hodin při 60 °C), ale při pokojové teplotě je těkavost extrémně nízká. Docela odolná vůči světlu. Mírně hygroskopický, hygroskopičnost 0,4 % po dobu 40 dnů při 100 % relativní vlhkosti. Způsobuje kýchání, protože dráždí sliznice. Způsobuje silnou korozi většiny kovů, zvláště když je vlhký, ale je chemicky kompatibilní s téměř všemi výbušninami. Koncentrovaná kyselina sírová a brom mohou způsobit výbuch, působením HNO3 se uvolňuje kyslík, z KI se v kyselém roztoku uvolňuje volný jód. HMTD je nestabilní a nestabilní látka: během skladování se může postupně rozkládat se vznikem formalínového zápachu (v souvislosti s tím se nedoporučuje skladovat déle než 2-3 měsíce, ale lze jej skladovat v suchu a při nízké teplotě po rok a lze je používat po vyprání). Rozkládá se také ve vodě , k úplnému rozkladu dochází za 4 měsíce. Postupně se rozpouští a rozkládá ve zředěných kyselinách . Při zvýšených teplotách nad 60°C se výrazně rozkládá za uvolňování methylaminu. Při 100°C se během jednoho dne zcela rozloží. Sypná hustota 0,5-0,7 g / cm 3 , hustota monokrystalu - 1,57 g / cm 3
| Ředidlo (100 g) | Rozpustnost v % |
|---|---|
| Voda | 0,1 (podle jiných údajů 0,01) |
| Absolutní alkohol | <0,01 |
| Éter | 0,017 |
| sirouhlík | <0,01 |
| Tetrachlormethan | 0,013 |
| Led. octová kyselina | 0,14 |
| Chloroform | 0,64 |
| Aceton | 0,33 |
Jak je uvedeno výše, HMTD je vysoce korozivní pro kovy, níže je tabulka ztrát hmotnosti kovu v g/m² po dobu 40 dnů při pokojové teplotě, když je mokrá:
| Kov | ztráta váhy |
|---|---|
| Hliník | deset |
| Cín | osmnáct |
| Zinek | 37 |
| Mosaz | 105 |
| Měď | 122 |
| Vést | 405 |
| Žehlička | 180 |
Náchylnost na teplo a vnější vlivy
t záblesk 149°C (s indukční periodou 3 sec.), podle jiných údajů t aux. 200°C (s indukční periodou 1 s). V suché formě je rázová citlivost 3-4 cm na zátěž 2 kg (méně citlivá než rtuťový fulminát ), podle jiných zdrojů citlivější. BAM citlivost nárazu 0,6-1,5 J (rtuťový fulminát 0,1-0,2 J). Velmi citlivý na tření. Citlivost tření BAM (50 %): 12 mN (fulminát rtuti 51 mN). Při slabém broušení v hmoždíři snadno exploduje. Citlivost na tření může být snížena na úroveň rtuťového fulminátu přidáním 15% minerálního oleje, ale tento účinek má malý nebo žádný vliv na citlivost nárazu. Velké krystaly při lisování explodují a manipulace s nimi je velmi nebezpečná, proto je velkokrystalický GMTD nevhodný pro vybavení uzávěrů rozbušek, protože při stlačení při 200 kgf / cm² a zejména při 500 kgf / cm² způsobuje explozi. Velmi náchylné na paprsek ohně a jiskru. Odpáleno rozžhaveným platinovým drátem. Od paprsku ohně se GMTD detonuje, i když je mokrý.
| Teplota ve °C | Chování GTTD |
|---|---|
| 200 | Okamžitě exploduje |
| 190 | rozkládá se bleskem |
| =149 | bliká po 3 sekundách |
| <149 | rozkládá se bez blesku |
| Správný čas (h), dolní t | 2 | osm | 24 | 48 |
|---|---|---|---|---|
| 60 °C | 0,10 | 0,35 | 0,50 | 0,50* |
| 75 °C | 0,25 | 0,60 | 1.30 | 2,25** |
| 100 °C | 3.25 | 29,60 | 67,95 | -------- |
* Žádné známky rozkladu.
** Látka navlhne a mírně se srazí; brisance v pískovém testu se liší (před ohřevem 23,7; po ohřevu 22,2).
Je třeba poznamenat, že ve směsi s RDX, tetrylem, PETN, kyselinou pikrovou při 50 °C se hubnutí nezrychlí, ale ve směsi s TNT a Bertholletovou solí se zrychlí dvakrát oproti zahřívání čisté látky.
| Výška pádu v cm | Procento (%) explozí vzorků | ||
|---|---|---|---|
| suchý | mokré | ||
| 60 | patnáct | 5 | |
| 70 | 25 | třicet | |
| 75 | padesáti | 35 | |
Níže uvedená tabulka ukazuje srovnání nárazové citlivosti HMTD s ohledem na některé další TRS.
| Látka | Horní hranice, cm | Vzorek, mg | Velikost zrna, mm |
|---|---|---|---|
| GMTD | deset | 12 | 0,05 |
| Rtuť fulminuje | 10.5 | 64 | 0,07 |
| azid olovnatý | 36-40 | 25 | 0,05 |
| Tetrazen | deset | 21 | 0,09 |
Spodní hranice pro GMTD pro zátěž 500 g je 8 cm.
Iniciační schopnost
Neztrácí svůj iniciační účinek při stlačení až do 773 kg/cm² a dokonce až do 3000 kg/cm². Detonace HMTD z paprsku plamene vyžaduje přítomnost alespoň 150 mg HMTD, ale při umístění do měděné kapsle může látka vybuchnout již v množství několika mg, když je kapsle zahřátá paprskem ohně. Iniciační schopnost je několikanásobně vyšší než u fulminátu rtuťnatého a blíží se azidu olovnatého a činí 0,1 g pro TNT, 0,05 g pro tetryl a TNF (fulminát rtuťový za těchto podmínek je 0,26 - 0,21 g, v tomto pořadí). Další podrobnosti jsou uvedeny v tabulce níže:
| Sekundární BB | GMTD | Rtuť fulminuje |
|---|---|---|
| TNT | 0,10 | 0,26 |
| TNT při p = 1,35 g/cm³ * | 0,06 | - |
| Kyselina pikrová | 0,06 | 0,21 |
| Tetryl | 0,06 | 0,24 |
| pikrát amonný | 0,30 | 0,9 |
| tetranitroanilin | 0,05 | 0,20 |
| Pikrát guanidin | 0,15 | 0,30 |
| trinitroresorcinol | 0,10 | 0,20 |
| Hexyl | 0,05 | - |
| trinitrobenzaldehyd | 0,10 | - |
* Stlačeno na 250 kg/cm²
Energetické charakteristiky
Tvořivé teplo −384,3 kcal/kg, Entalpie −413,7 kcal/kg. Výbušné teplo 3,29 MJ/kg, výbušnost 340 ml. Brisance (pískový test, náplň 0,5 g) 42,5 g, fulminát rtuťový - 16,5 g, CTA - 44,2 g (podrobněji v tabulce níže). Objem zplodin výbuchu je 1097 l/kg.
Níže uvedená tabulka ukazuje brizanci HMTD ve vzorku písku - počet (g) písku (z počátečních 200 g) rozdrceného výbuchem vzorku výbušniny v ocelovém válci:
| Hmotnost (g) | BB | ||
|---|---|---|---|
| GMTD | Rtuť fulminuje | kyanurtriazid | |
| 0,10 | 6.6 | — | 4.8 |
| 0,50 | 42,5 | 16.5 | 44,2 |
| 1,00 | 86,7 | 36.6 | 78,6 |
Brisance HMTD se po 3 měsících skladování v uzavřené nádobě v suché nebo vlhké atmosféře nemění ani při 30°C, i když se objevuje aminový zápach, který ukazuje na rozklad.
| Hustota | Detonační rychlost (m/s) |
|---|---|
| 0,88 | 4500-4511 |
| 1.10 | 5100 |
| Tlak, kgf/cm² | Hustota, g/ cm3 |
|---|---|
| 100 | 1.05 |
| 200 | 1.15 |
| 800 | 1.30 |
Aplikace
HMTD poprvé získali Bayer a Villiger (Baeyer a Villiger) v roce 1900 nalitím roztoků síranu amonného, formalínu a peroxidu vodíku. Je známa řada patentů (1912,1917) na vybavení víček rozbušek a trhavinových nýtů, které se však v praxi nepoužívají pro nedostatečnou životnost a nebezpečí při manipulaci. Někdy se používá jako dostupný TRS pro iniciaci detonace výbušnin v laboratořích.
Získání
Získává se interakcí urotropinu s 20 - 50% peroxidem vodíku v přítomnosti kyseliny octové, citrónové nebo dusičné při teplotách do 30 °C (lze použít kyselinu ortofosforečnou). Nejvyšší výtěžek (téměř 100 %) se získá při použití 30% peroxidu a ledové kyseliny octové. Jsou také známy způsoby získávání z méně koncentrovaného peroxidu vodíku, formalínu a síranu amonného. Příměs kyseliny sírové výrazně snižuje trvanlivost výrobku. Krystaly se filtrují, vymačkávají a opakovaně promývají vodou do neutrální reakce, skladují se na chladném tmavém místě.
| Jak získat | Ukončete GMTD |
|---|---|
| 30% H202 + CH3COOH (led), 20 °C ponecháno přes noc | Kvantitativní výtěžek (100 %) |
| 30% H202 + kyselina citrónová, 25-30°C, expozice 17 hodin při teplotě místnosti. | Výtěžek 66-71 % |
| 30 % H202 + HNO3 (p = 1,45) 15 °C | --- |
Odkazy
http://chemistry-chemists.com/N2_2013/P1/pirosprawka2012.pdf Archivováno 12. července 2017 na Wayback Machine
http://pirochem.net/index.php?id1=3&category=chemvvisost&author=bagal-li&book=1975 Archivováno 15. ledna 2018 na Wayback Machine
http://pirochem.net/index.php?id1=3&category=chemvvisost&author=bubnov-pf&book=1979 Archivováno 6. října 2017 na Wayback Machine