exploders.info - Портал по взрывчатым веществам и пиротехнике

Ацетона трипероксид

Физико-химические свойства:
Существует в виде тримера (триперекись ацетона) и димера (диперекись ацетона), очень схожих по свойствам.  Ацетона трипероксидВ данной статье рассматривается тримерная перекись ацетона. Бесцветное кристаллическое вещество с сильным терпеновым запахом, нерастворимое в воде. Достаточно устойчива при хранении, но сильнолетуча и склонна к сублимации уже при комнатной температуре. Летучесть в открытом стаканчике 96% за 94 часа при комнатной температуре. Давление паров при 20°С - 2.0Па. Давление паров при 25°С 7.85Па (у диперекиси 17.9Па). С конц. H2SO4 разлагается, иногда со взрывом. Раздражающе действует на кожу и слизистые оболочки. Не корродирует металлы, кроме свинца, хим. совместима с гексогеном, ТЭНом, ТНФ и ТНТ. В чистом виде устойчива, в темном и прохладном месте хранится достаточно долго. При хранении крупные кристаллы растут за счет мелких. Разлагается в щелочной (в присутствии следов иода) и кислой средах. Хранят обычно в абсолютном спирте. Хорошо растворим в ацетоне (9.15% при 17°С), бензоле (18% при 17°С), эфире (5.5% при 17°С), хлороформе (42.47% при 17°С), ледяной уксусной к-те и HNO3, этаноле (при нагревании). Если при получении в качестве катализатора использовалась серная или хлорная кислота, то триперекись при хранении медленно превращается в диперекись. Продукт, загрязненный серной кислотой при 40°С полностью превращается в диперекись за несколько дней. Плотность 1.272 г/см3. Скорость горения при 1.22 г/см3 (спрессована под давлением 2000 кгс/см2) 0.95 см/сек.

Восприимчивость к нагреванию и внешним воздействиям:
t пл. 97°С (у диперекиси t пл. 132-133°С); при расплавлении в теч. 2-3 мин. t пл. снижается до 90°С за счет деполимеризации, полученный продукт обладает непредсказуемо высокой чувствительностью и может взрываться самопроизвольно. Начинает разлагаться выше 150°С. t всп. ок 200°С, однако может взрываться при значительно меньших температурах или при быстром нагревании. Восприимчива к лучу огня даже при значительном увлажнении. Чувствительность к удару (верхний предел для груза 0.5 кг): 35см (азид свинца - 40 см, гремучая ртуть - 10.5 см, ГМТД - 10см). Чувствительность к удару по методу "BAM" 0.3-0.75Дж (гремучая ртуть 0.1-0.2Дж). Чрезвычайно чувствителен к трению. Чувствительность к трению по методу ВАМ (50%): 15мН (Гремучая ртуть 51мН, ГМТД - 12мН). Легко взрывается при слабом растирании в ступке. При добавлении 15% и более минерального масла чувствительность к трению может быть уменьшена до уровня гремучей ртути, при этом чувствительность к удару практически не уменьшается.

Инициирующая способность:
Инициирующая способность выше чем у гремучей ртути, но заметно ниже чем у азида свинца.Подвержена перепрессовке. Мин. инициирующий заряд для тротила и тетрила (прессование с чашечкой) - 0.18 и 0.09 г соотв.

Энергетические характеристики:
Триперекись обладает большей бризантностью чем диперекись (34.1 г и 30.1 г песка соответственно для диперекиси. Заряд 0.4 г, тротил - 48г). Бризантность триперекиси по сравнению с другими ИВВ: (Песочная проба. Заряд 0.8г спрессованный под давлением 200кг/см2) - кристаллизованной 50.5%, некристаллизованной 46.2%. В тех же условиях: азид свинца 29%, гремучая ртуть 33%, ГМТД 42.5%. Скорость детонации при плотности 0,98 г/см3 - 3750 м/сек - заряд диаметром 15мм, 5290м/сек при 1,2 г/см3 - в трубке диаметром 6.3мм.Фугасность 250мл. Теплота взрыва 2.803 МДж/кг. Скорость детонации смеси 21% перекиси ацетона, 53% нитрата аммония и 26% воды - 4800м/с при 1.19 г/см3.

Применение:
Впервые была описана К. Вольфенштейном (K Wolfenstein) в 1895г (триперекись) и А Баером (A. Baeyer) и др. в 1899 (диперекись). Различие в строении между диперекисью и триперекисью было установлено Миласом (Milas N.A.)и др. в 1959г. Применялась в виде раствора в эфире для изготовления объемно - детонирующих зарядов (т.н. вакуумных бомб). Получены патенты на применение перекиси ацетона в капсюлях-детонаторах, однако на практике они не были реализованы. В качестве ИВВ не применяется из-за высокой летучести, высокой чувствительности к трению и опасности в обращении.

Получение:
Диперекись ацетона обычно получают взаимодействием ацетона с мононадсерной кислотой (т.н. кислота Каро) - образуется при смешивании персульфата аммония с конц. H2SO4 в уксусном ангидриде. Триперекись ацетона образуется если использовать 10-50% H2O2 подкисленной серной, соляной, азотной или ортофосфорной кислотой. Свойства триперекиси ацетона сильно зависят от используемой кислоты. При получении с применением серной кислоты ТА частично деполимеризована - содержит примесь димера и побочных продуктов, чем выше концентрация кислоты и чем ее больше, тем выше степень деполимеризации. Наилучшие результаты дает соляная к-та при молярном соотношении кислота:ацетон менее 1.5. Кристаллы отфильтровывают, отжимают и многократно промывают водой, при наличии примесей кислоты отличается нестабильностью и может самопроизвольно взрываться при сушке и хранении. При хранении органических перекисей не желательно допускать соприкосновения с солями тяжелых металлов и попадания разл. загрязнений.

Получение ацетона дипероксида:

50 мл конц. серной кислоты смешивают с 10 мл конц. перекиси водорода приливают по каплям 25 мл ацетона. При этом смесь энергично перемешивают и охлаждают льдом. Через неск. мин. образуется осадок диперекиси ацетона - его отделяют от кислоты и промывают водой до нейтральной реакции.
Из 100г ацетона получается 21г диперекиси ацетона, 33г оксиацетона и 75г пировиноградной кислоты.
Другой метод:
К сильно охлажденной и перемешиваемой смеси 25г 30% перекиси водорода, 20 г 96% серной кислоты
и 50 г уксусного ангидрида, добавляют по каплям смесь 20 мл ацетона и 20 мл уксусной кислоты, не допуская повышения температуры над 15°С. Выделяются бесцветные кристаллы. Их промывают водой до нейтральной реакции. Выход 10г.

Получение ацетона трипероксида:

1 моль ацетона смешивается с 1.2 моль 10-50% перекиси водорода, затем при интенсивном охлаждении приливаются неск. мл. соляной кислоты и смесь ставится на холод. Через несколько дней выделяются кристаллы в виде снегообразной массы. (при использовании 30-50% перекиси водорода и больших количеств кислоты - раствор следует интенсивно охлаждать в бане со льдом пока не выделится основная часть ацетона трипероксида иначе раствор может сильно разогреться и выход будет невелик).
Многие перекисные соединения обладают взрывчатыми свойствами, как правило снижающимися при увеличении мол. массы. Перекись бензоила была запатентована в качестве компонента воспламеняющих смесей в электрозапалах.
Также описан

ацетона тетрациклопероксид
(-C(CH3)2-O-O-)4 t пл. 93-94°С. Получающийся взаимодействием ацетона (20мл) и 30% перекиси водорода (20 мл) в присутствии каталитического кол-ва тетрахлорида олова пентагидрата (2 миллимоль) в течение 24 часов при комнатной температуре. Выход 41.2%. Вместо тетрахлорида олова можно использовать хлорид олова, однако он менее эффективен. Впоследствии существование тетрамера так и не было подтверждено.

В немецком патенте был описан дифоронпентапероксид, с высокими заявленными характеристиками. Однако существование этого вещества также не было подтверждено экспериментально.

Литература:

  1. Багал Л.И. Химия и технология инициирующих взрывчатых веществ М., Машиностроение, 1975. c. 411
  2. Encyclopedia of explosives and related items./ Basil T. Fedoroff Oliver E. Sheffield. Vol 1 - Piccatiny Arsenal Dover, New Jersey, USA - 1960. A41-A45.
  3. T. Urbanski - Chemistry and Technology of Explosives Vol 3 - Pergamon Press. Oxford. 1967- P. 225
  4. Хмельницкий Л.И. Справочник по бризантным взрывчатым веществам Ч2 - М 1962 С 467,468,632.
  5. Энергетические конденсированные системы. Краткий энциклопедический словарь/ Под Ред. Б.П.Жукова. Изд 2-е исправл - М. Янус К. 2000 с. 350
  6. Robert Matyas - Chemical decomposition of triacetone triperoxide and hexamethylenetriperoxidediamine - Proc. of 6th seminar "New trends in research of energetic materials" Pardubice. 2003.
  7. Robert Matyas - INFLUENCE OF OIL ON SENSITIVITY AND THERMAL STABILITY OF TRIACETONE TRIPEROXIDE AND HEXAMETHYLENETRIPEROXIDE DIAMINE - Proc. of 8th seminar "New trends in research of energetic materials" Pardubice. 2005.
  8. Heng Jiang, Gang Chu, Hong Gong and Qingdong Qiao. Tin Chloride Catalysed Oxidation of Acetone with Hydrogen Peroxide to Tetrameric Acetone Peroxide. J. Chem. Research (S), 1999, 288-289
  9. Robert Matyas, Jiri Pachman, How-Ghee Ang. Study of TATP: Spontaneous transformation of TATP to DADP. Propellants, Explosives, Pyrotechnics 33, No. 2. p. 89-91 (2008)
  10. Robert Matyas etc. Detonation Performance of TATP/AN-Based Explosives. Propellants, Explosives, Pyrotechnics 33, No. 4. p. 296 (2008).
  11. Robert Matyas, Jiri Pachman. Study of TATP: Influence of Reaction Conditions on Product Composition. Propellants, Explosives, Pyrotechnics 35, No. 1. p. 31-37 (2010).

Автор: ()

© Добрейшей души человеки, 2003-2017

При использовании материалов ресурса ссылка обязательна.