exploders.info - Портал по взрывчатым веществам и пиротехнике
АВТОРИЗАЦИЯ
ЛОГИН:
ПОРОЛЬ:

ГЕКСАНИТРОМАННИТ — синтез, очистка, испытание.

Опубликовано: 2016-03-16
Автор: Старичок
Приветствую всех обитателей экспа) Хочу поделиться опытом синтеза гексанитроманнита (далее по тексту НМ, длинновато у него название) со всеми стадиями.

1. Маннит. Из Википедии: «Маннит — шестиатомный спирт — альдит, бесцветные кристаллы, сладкие на вкус, хорошо растворим в воде. Содержится во многих растениях.» Добывать его из растений мы не будем, а приобретем в аптеке раствор маннита. Продается он в более-менее крупных аптеках, в мелких бывает но не во всех, цена около 100-150 р. На пузырьке написано содержание раствора — маннитол 150 г/л, а также натрия хлорид 9 г/л. Наш раствор немного загрязнен хлоридом натрия, так что если упаривать раствор досуха то хлорид натрия попадет вместе с маннитом в нитрующую смесь, а это сказывается на выходе НМ, вероятно из-за образования следов «царской водочки», выход может упасть процентов на 5-10, точно не замерял да и не заморачивался этим. Упарил раствор маннита до появления пленки и признаков кристализации, охладил, выпавшие кристаллы отфильтровал. Охлаждать лучше медленно, кристаллы получаются крупные и легко фильтруются. Оставшийся раствор сохраняется до следующего упаривания. Размышлял как убрать из раствора хлорид-ион, вспомнил, что чистил серебро осаждением его хлорида из раствора нитрата, но возиться и переводить нитрат серебра ради очистки раствора маннита а потом восстанавливать хлорид в серебро не было желания, шкурка выделки не стоит, имхо. Далее кристаллы маннита сушатся при комнатной температуре и перетираются в ступке в порошок, делается это потому что порошок намного быстрее растворяется в азотке, с кристаллами ждать надо доооолго. Так с маннитом вроде разобрались, едем дальше.

2. Серка. Добываю ее из элика, следующим образом. Нам известно, что серка с водой образует азеотроп с температурой кипения 332.4 цельсия концентрацией 98.3%. До 332С я не грел, достаточно до 325, если верить таблицам, там концентрация будет около 97%, плотность не мерил, ареометра у мя нет. Наливаю в литровую колбу 700 мл элика и начинаю упаривать, не дожидаясь появления тумана периодически подливаю элик по мере убывания объема, делать это надо осторожно, я приливаю по 50-100 мл из стакана с оттянутым носиком по стеклянной палочке, тоненькой струйкой в центр раствора. Когда появляется туман над горлом колбы, я надеваю насадку Вюрца с термометром до 360С и присоединяю холодильник ХПТ, причем он без охлаждающей жидкости. Прибавляю жару на конфорке и жду пока температура перевалит за 300С, из холодильника капает смесь воды с серкой, ну и основная часть воды улетает в виде пара. В какой-то момент из холодильника перестает выделяться едкий туман, температура приближается к 320С, на внутреннх стенках холодильника видно как на них конденсируются тяжелые капли серки, потихоньку начинает отгоняться серка, я ее собираю в отдельную тару (набирается по 20-30 мл) и потом заново упариваю с эликом. Процесс я останавливаю при температуре 320-325С, шо соответствует концентрации около 97%, отгоняемая в это время серка при капании на дерево моментально обугливает его. Даю колбе с серкой спокойно остыть, переливаю продукт в тару для хранения. Еще один важный момент: при упаривании серка любит кипеть толчками, шо не очень приятно, эта проблема решилась случайно — при очередном упаривании в колбе валялся якорь от магнитной мешалки во фторопластовой оболочке. Горячая серка ему пофиг, но вот кипение с ним — идеально ровное, ни одного толчка, гораздо лучше любых кипелок, теперь парю элик только с ним. Ну с серкой вроде все...

3. Азотка. 99.5%-я азотка без ноксов — вещь очень хорошая, добывается вакуумной перегонкой, как именно на форуме все уже написано, доступна она не многим в виду технических «сложностей» самого процесса и в даннной статье рассматриваться не будет. А мы возьмем 500 грамм калийки, смешаем их с 350мл серки, полученной мной вышеописанным способом, и отгоним на простейшей установке при атмосферном давлении около 200 мл желтоватой азотки. Концентрация ее мне не известна, из 50 мл. такой азотки выходит не более 8.5 г. гека((. Гек вещь конечно замечательая, но вот выходы...без 99.5% азотки а еще лучше вместе с гидрой не обойтись. Ну ладно, мы к нему еще вернемся чуть позже. А для нашего замута покатит и обычная азотка, которую мы без проблем выгнали из серки и селитры, за пару часов на простеньком стекле. Если есть разбавленная азотка, например 57%-я, можно выгнать из нее, на 500 мл. серки берется 300 мл 57%-ой азотки, отгоняется 120 мл азотки, потом приемник меняется, собирается еще 30-40 мл разбавленной азотки, ну а потом можно (и нужно) прибавить жару и восстановить серку, этот вариант более предпочтителен если имеется разбавленная азотка.

4. Синтез. Я больше склонен к практике, поэтому не буду грузить читателей расчетами, химизмом и т. д. и т. п., все это можно прочитать в книжках.Взял короче 50 мл. азотки, вылил в хим стакан на 250мл, поставил в баньку с водой, дал остыть до 6С. Отвесил 15 грамм маннита в виде порошка, при перемешивании термометром начал присыпать маннит в азотку небольшими порциями, температура при этом немного растет, ее удерживаю не выше 10С. Когда весь маннит добавлен, перемешиваю рм термометром до полного растворения маннита, выдерживаю 5 мин и начинаю прибавлять серку. По штетбахеру рекомендуется прибавлять серки в 10-и кратном весовом избытке от взятого маннита, т. е. 150 грамм, т. е. около 80 мл. Именно в этом синтезе я подзажал серки и прибавил только 65 мл, сделал это намеренно, чтобы посмотреть насколько изменится выход, если отступить от прописей. Вот здесь начинается самое интересное, во время прибавления серки рост температуры становится более интенсивным, серку надо приливать порциями по 5-10 мл, тщательно вымешивая рм термометром, рм сильно загустевает от выделившегося НМ, но при добавлении всей серки (65мл) вновь становится более подвижной. Тот момент когда рм густая мне кажется самым стремным, и я к нему подхожу наиболее ответственно, стараясь как можно тщательнее перемешивать и контролировать тампературу. Если будет локальный перегрев, рм из-за ее густоты вывалить в воду быстро не получится, так что лучше этого не допускать. Температуру стараюсь держать ниже 10С, но пару раз она подскакивала до 15С, ничего страшного вроде не произошло, как это отразилось на выходе не знаю. После добавления серки дал смеси выдержку 10 мин, темп упала до 6С, далее рм вылилась в 500 мл ледяной воды, часть НМ осела на дно, а часть плавала в растворе в виде пены. Все это дело было отфильтровано на бюхнере с белой лентой, промыто 2 раза дист водой, р-ром соды и опять водой и высушено на листе офисной бумаги при комнатной температуре. Масса сухого НМ составила 33 грамма, хотя по идее должно было выйти 35 грамм или 95% от теории, по Штетбахеру. Но 33 грамма тоже результат неплохой, а оставшиеся 2 грамма частично были размазаны по посуде и не до конца собраны с филтров, частично могли разложиться от примеси хлорида натрия в манните, ну и может выход упал из-за того что я серки зажал и добавил ее 65 мл вместо 80 положенных... ну и пес с ними с этими 2 граммами. Этот синтез проводился из реактивов полученных в домашних условиях, без особых заморочек, маннит от хлорида натрия я не старался очистиь, серки не долил, крохи НМ с фильтров и посуды не особо тщательно собирал, вобщем максимально приблизился к домашним условиям, а в итоге из 50 мл азотки и 65 мл серки получилось 33 грамма НМ, этот выход с учетом намеренно допущенных «косяков» меня вполне устроил, все же не 8.5 грамм в случае как с геком...

5. Очистка. Если продукт оставить в таком виде как мы получили в п. 4 то где-то через неделю-две хранения в закрытой таре от него появляется еле уловымый запашок х.з. чего, так чем-то напоминающий запах гека-сырца не стабилизирванного. Вобщем запашок этот намекает на признаки разложения. Разложание я думаю начинается от кислот, которые вымыть обычной выдержкой в содовом растворе до конца не удается. Поэтому поступаем следующим образом: берем наш НМ, 33 г., заливаем его 50 мл ацетона и размешиваем до раствоерния. Если растворяется не весь, добавляем немного ацика. Далее берем 1 грамм пищевой соды, растворяем его в 100 мл дист воды, и в полученнный раствор при размешивании потихонику вливаем р-р НМ в ацетоне, НМ при этом выпадает намного более чистым и главное отмытым от кислот. Сливаем раствор, НМ сушим при комнатной температуре, разбивая комочки. Для удовства использования его лучше протереть через сито, получится хорошо сыпучий порошок, на вид похож на стиральный). В таком виде он у мя хранился почти год без признаков разложения, пока не закончился. Так же можно почистить НМ перекристаллизацией из спирта, но в спирте он хуже растворим, и если спирт не разбавлять водой а охлаждать теплый насыщенный раствор, то НМ кристаллизуется в виде длинных шелковистых игл, которые при высушивании становятся связанными типа как вата, обращаться с такой ватой не удобно, сыпучесть у нее никакая, а насыпная плотность еще меньше чем при осаждении из ацика путем разбваления его водой. В литературе рекомендуют повторять перекристаллизацию несколько раз, типа для пущей чистоты, но я так не заморачивался.

6. Испытание. Ну вот и добрались мы до момента, когда можно понаблюдать итоги нашего замута наглядно, в присутствии алюминия толщиной 2.5 мм и стали марки хз, толщиной 3.5 мм, при постукивании по пластине 9 на 16 см раздается высокий звон, но напильник ее берет без проблем. Когда я писал крткий пост про НМ, там указывал о пробитии 2мм люминевой пластины, при вроведении того испытания НМ был запрессован до 1.5 а гек около 0.9-1, вот и получилось шо НМ выдрал отверстие боольше чем гек. А гек отказывался прессоваться т. к. был крупнокристаллическим. В этот раз испытание проводилось по-честному, первые два заряда гека и НМ были мелкими,оба запрессованы до пл. 1.4, в шприцы объемом 2.5 мл, по 1000мг каждого. Для адекватной детонации были изготовлены детоны в виде 100 мг НМ + 20 мг AgN3, все это дело запрессовано в бумажные трубочки 5 мм диаметром. Заряды ставились торцом шприца к стальной пластине, носики у шприцов были срезаны и немного выровнены на нождаке. Пластина располагалась краями на двух кирпичах, середина ее была свободна. Оба заряда от стали отделял пластик шприцов. При взрыве по звуку НМ оказался громче. А по резултату на пластине — в обоих случаях практически одинаковые вмятины, но если всматриваться то от НМ вмятина кажется незначительно больше, и вокруг нее ржавчина содрана немного сильнее. На обратной стороне пластины какх-либо отличий я не нашел. После было запрессовано две навески гека и НМ по 350 мг в бумажные трубочки диаметром 5мм, инициатор 100 мг AgN3. Плотность та же, 1.4 у обоих. Торцы трубок были открыты, ВВ непосредственно контактировали с алюминием толщиной 2.5 мм. Результат — пробитие в обоих случаях, гек пробил дырку 9 мм, НМ пробил аналогичную дырку но 9.5 мм. Вобщем если подвести итог, НМ оказался незначительно мощнее гека, ну а получение его ощутимо легче.
Вспомнил про то что НМ растворяется в эгдн, и что у НМ КБ +7%. Думаю, не пропадать же добру, посчитав по стехиометрии на 5 грамм НМ для нулевого КБ надо взять 350 мг алюминия. Взял 5 грамм НМ, добавил тута 500 мг люминевой пудры, перемешал тщательно. Почему 500? пудра старенькая, хотя ТОСы на ней живые выходят, но не как на свежей, ну и чтоб весь O2 наверняка прореагировал. Далее набрал в шприц 0.3 мл эгдн (0.45 грамма), отвесил 0.6 грамма полученной смеси НМ с пудрой, вымесил это все в пластиковом колпачке и запихал в шприц, объем получился 0.5 мл....в колпачке осталось размазано по стенкам очень мало, милиграммы, но в плотность = 2 мне как-то не верится, думаю может где-то ошибся. По консистенции — густая такая сметана. После провел испытание этой сметаны в условиях, аналогичных испытанию гека и НМ, вобщем по звуку и работе эти полкубика оказались позлее, все-же пробили в стальной пластине вмятину с маленькой дырочкой в центре. Нехилая «сметана» вышла, однако))

7. Фотки.

Маннит, исходный продукт.

Растерли маннит в ступке перед синтезом (15 грамм)

Растворяем маннит в азотке.

Добавлена вся серка (65 мл)

Отжали НМ - сырец на бюхнере.

НМ перекристаллизован из ацика и просеян.

Навески RDX и НМ перед запрессовкой

Запрессовано, слева RDX

Обратная сторона пробоины в алюминии, слева НМ

Вмятины в стальной пластине 3.5 мм, слева направо: RDX, НМ и чудо-сметана)))

Обратная сторона, в том же порядке.

Пробоины в алюминии, слева НМ, справа RDX.

Комментарии:
  • Mr.octocat 24.08.2016

    ну чё познавательно, но вопрос в том безопасней ли HM чем гек ???

  • Temnyi elf 04.10.2016

    Ну гек достаточно безопасен, так что вопрос не в этом, а в том насколько НМ ему альтернатива.

  • Mr.octocat 25.10.2016

    как то о НМ мало чего известно

  • Старичок 31.10.2016

    Про НМ можно почитать в книге А. Штетбахера - Пороха и взрывчатые вещества, стр. 261, книга имеется в разделе ЛИТЕРАТУРА. Безопасных ВВ не бывает, все они требуют соблюдения ТБ, НМ чувствительнее чем RDX, перед работой с любым ВВ нужно учитывать информацию о их чувствительности из проверенных источников, и лучше проверить ее на конкретном имеющемся образце лично, т. к. его свойства могут отличаться от указанных в литературе в силу объективных причин - способ получения, размер частиц, наличие примесей и т.д. и т.п.

  • evxin1404 04.12.2016

    НМ можно получить используя нитросмесь Азотки 1.42 с серкой 1.84., соотношение кислот 40/70.,1гр.маннита на 10мл нитросмеси. Прочел эту информацию на Пауэр лаб.Решил проверить.Очистку взял у Вас,правда без сушки сразу в ацик.Моя загрузка 10гр. Маннита, выход перекристализованного продукта 16гр.Проверил, завернул совсем чуток 100мг в алюминиевую фольгу, положил ее на толстую металич.крышку и нагрел снизу сух.спиртом.Взрыв,крышку отбросило на метр,пробоя нет,но очень глубокая коническая вмятина , фактически на грани пробоя.Если сравнивать с этн в техже условиях то нм процентов на 15 мощнее.

  • Старичок 31.12.2016

    evxin1404, что нм на 15% мощнее этн я сомневаюсь, во-первых они оба нитроэфиры с довольно близкими характеристиками, а разница в 15 % это очень круто, во-вторых при испытании таких малых навесок нагреванием, трудно оценить их реальную мощность, в силу специфики самого процесса такого испытания. У меня в ближайший месяц не будет возможности испытать их, но если есть желание, попробуй запрессовать их равные навески в цилиндрики с равной плотностью хотябы по 1 грамму, и надёжно инициировать каким-нибудь ивв, поставив цилиндрик торцом на метал. пластину (высоту цилиндрика с запрессованным нм\этн, имхо оптимально делать равной 2.5 - 3м его диаметрам). Насчёт этн - вещь очень достойная внимания, подумываю написать статейку на эту тему, думаю многим будет полезно, чтоб не зацикливаться на одном rdx)

  • evxin1404 31.12.2016

    Возможно вы правы,но мое первое впечатление было,что нм покруче.Последую вашему совету,чтобы более реально оценить мощь девайсов.Сейчас делаю ручной пресс из сьемника подшипников ,постараюсь достичь максимально возможной запрессовки.Читал,что ручной винтовой пресс вполне может выдать 2000кг/см2,и это не предел.
    Инициировать думаю гремучая рт. с азидом свинца 2 к 1.

© Добрейшей души человеки, 2003-2017

При использовании материалов ресурса ссылка обязательна.