exploders.info - Портал по взрывчатым веществам и пиротехнике

Гексанитродифениламин

Физико-химические свойства:

Гексанитродифениламин, гексил, гексит, дипикриламин.

Оранжево-желтое кристаллическое вещество, буреет на свету, почти нерастворим в воде, растворим в 93% азотной к-те, хуже - в ацетоне.При обычных условиях с металлами не реагирует. При нагревании суспензии гексила с водными или спиртовыми щелочами может образовывать чувствительные взрывчатые соли (гексилаты), особенно чувствительна соль свинца. Соли аммония и алюминия менее чувствительны чем сам гексил. Соли могут использоваться в качестве термостойких ВВ и ракетных топлив. Плотность 1.78 г/см3. Токсичен. Вызывает раздражения и окрашивание кожи. Имеется информация, что является канцерогеном.

Восприимчивость к нагреванию и внешним воздействиям:
Термостойкость - 2% потеря массы за 6 часов при 206°С. t пл. 245°С с разложением. t всп. ок 250°С. К детонации несколько более восприимчив чем тетрил, но на 25% менее чувствителен к удару. По другим данным чувствительность к удару Н50 - 48см (тротил -160см, тетрил и гексоген - 26см).

Энергетические характеристики:
Теплота образования +38.7ккал/кг, энтальпия образования +22.5ккал/кг. Теплота взрыва 4.51 МДж/кг (по другим данным 4.22 МДж/кг). Скорость детонации 7150 м/с при плотн. 1.6 г/см3. 7400 м/с при плотн. 1.64 г/см3.- Объем продуктов взрыва 675 л/кг (по др. данным 791л/кг). Фугасность 325мл. Работоспособность в баллистической мортире 111-115% от тротила. Бризантность по Касту 4.0 мм (тротил 3.5мм). Песочная проба 117-120% от тротила.

Применение:
Впервые был получен в 1874г. В 1910г. началось его промышленное производство в Германии. Использовался в 1 мир. войну в смесях с тротилом (30-60%) для снаряжения торпед, морских мин и глубинных бомб, во время 2 мир. войны Германией, Японией и Швецией в смесях с тротилом и алюминием для снаряжения боеприпасов: противопехотных мин, торпед и т.п. Например смесь из тротила, гексила и алюминия 60:24:16 (Hexamit) имеет теплоту взрыва 5.86 МДж/кг. Скорость детонации 6840 м/с. Плотность 1.73 г/см3. Объем продуктов взрыва 610 л/кг. Фугасность 408 мл (По другим данным 116% тротила). Бризантность по Касту 4.2 мм (116% по песочной пробе). Баллистическая мортира - 130% тротила. В США было предложено применение гексила в детонаторах вместо тетрила, однако производство так и не было начато.

Получение:
Гексил получают взаимодействием динитрохлорбензола с анилином - в водной или спиртовой среде (в присутствии карбоната натрия или кальция), и последующим нитрованием динитродифениламина* нитрующей смесью. Нитрование 2,6-динитродифениламина или 2,4,6-тринитродифениламина возможно горячей 57% азотной кислотой до гексила. 2,4-динитродифениламин нитруется только нитрующей смесью.

В лабораторных условиях гексил может быть получен осторожным нитрованием дифениламина (или предпочтительнее его сернокислой соли в серной кислоте) избыточным количеством конц. азотной к-ты при пониженной температуре и интенсивном перемешивании. Сначала смесь становится сине-черной, через некоторое время начинает желтеть. Затем смесь нагревают. (Способ более опасен, т.к. при недостаточном отводе тепла на этой стадии начала выделения оранжевых нитропроизводных возможно резкое повышение температуры и выплескивание смеси или ускоряющееся окисление с осмолением дифениламина).

1) Получение в лаборатории из анилина и m-динитрохлорбензола:

В колбу помещают 40 мл воды, 5.8г карбоната натрия, 10г анилина и нагревают полученную эмульсию до 60°С, при этой температуре добавляют 20 г динитрохлорбензола, реакционную массу нагревают до 90°С и дают выдержку в течение часа, раствор охлаждают до 50°С, отфильтровывают динитродифениламин, промывают его 10% серной кислотой, затем водой и сушат при 100°С.

Полученный продукт присыпают при 70°С к 4-х кратному по весу количеству кислотной смеси состава: 40% азотной кислоты, 45% серной и 15% воды. После окончания добавления, температуру повышают до 90°С и выдерживают до прекращения выделения окислов азота ~1.5часа. Содержимое нитратора охлаждают и отделяют 2,2',4,4'-тетранитродифениламин от кислоты.
Полученный продукт присыпают при 70°С к 4-х кратному по весу количеству кислотной смеси состава: 60% азотной кислоты и 40% серной кислоты. По окончании смешения, массу нагревают до 90°С, выдерживают один час, охлаждают до комнатной температуры и фильтруют. Полученные желтые кристаллы промывают 2 раза холодной водой, а затем барботируют пар в суспензию гексила в воде. Сушат при 100°С.

Нитрование динитродифениламина до тетранитродифениламина можно также проводить азотной кислотой плотностью 1.33г/см3 (52.3%). Для этого 50г тонко измельченного динитродифениламина при перемешивании добавили небольшими порциями к 420г азотной кислоты. Температуру удерживали на уровне 50-60°С. После окончания добавления температуру подняли до 80-90°С и выдержали при перемешивании 2часа. При этом происходит изменение цвета с красного на желтый. Смесь охладили, тетранитродифениламин отфильтровали и высушили.

2) Получение в лаборатории из пикрилхлорида и анилина:

В трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником и капельной воронкой, помещают 150мл этилового спирта и 12.4г пикрилхлорида, реакционную смесь нагревают на водяной бане до 60°С и к ней приливают 7г анилина. По окончании слива, выдержав полчаса при 80°С, выливают полученную суспензию в 900мл 5% соляной кислоты. Отфильтровывают выпавший осадок (2,4,6-тринитродифениламин), промывают его до нейтральной реакции и сушат.

В колбу, снабженную обратным холодильником, мешалкой и термометром, помещают 100мл 57% азотной кислоты и при 95°С в течение 25-30мин присыпают 10г тринитродифениламина. При этом выделяются окислы азота. Затем реакционную смесь в течение 10-15мин нагревают до 105°С и выдерживают полчаса при этой температуре. Смесь охлаждают, гексил отфильтровывают, промывают водой и сушат. При необходимости перекристаллизовывают из уксусной кислоты.

3) Получение в лаборатории из дифениламина:

50г дифениламина растворяют в 0.5 литрах концентрированной серной кислоты (плотн. 1.84). Этот раствор, при постоянном взбалтывании, по каплям прибавляется из капельной воронки к 500г дымящей азотной кислоты (плотность 1.5), помещенной в 5л колбу. Температуру с помощью водяного охлаждения удерживают ниже 30-40°С. После окончания прибавления, смесь осторожно нагревают на водяной бане. Как только начнется реакция, сопровождаемая саморазогреванием, колбу снимают с бани и при непрерывном взбалтывании следят за начинающимся выделением нитрозных газов и сильным образованием пены. При этом окраска постепенно меняется с синей на желтую. После того как "кипение" ослабеет и нитропродукт выделится на поверхности в виде объемистой массы, смесь охлаждают и выливают в 4-6 кратное количество холодной воды. Осадок отфильтровывают, промывают сначала горячей, потом холодной водой и сушат. Выход около 88г сырого продукта с t пл. 238°С. При кипячении с азотной кислотой плотностью 1.36-1.4 г/см3 t пл. можно повысить до 249°С.

В некоторых рецептах используют 10 кратное весовое кол-во серной кислоты, однако при этом, после добавления к азотной кислоте масса легко затвердевает в кристаллическую кашицу, из-за чего могут возникать местные перегревы, особенно во время последующего нагревания.

*- Дифениламин - бесцветные кристаллы, темнеющие на свету. Растворим в спирте, ацетоне, хлороформе, в теплой воде. t пл. 54°С, t кип. 302°С. Токсичен. Служит реактивом на окислители. Получают напр. взаимодействием хлорида анилина с анилином в присутствии соляной кислоты в автоклаве.

Литература:

  1. T. Urbanski - Chemistry and Technology of Explosives Vol 1 - Pergamon Press. Oxford. 1964- P. 562-566.
  2. Encyclopedia of explosives and related items./ Basil T. Fedoroff " Oliver E. Sheffield." Vol 5 - Piccatiny Arsenal Dover, New Jersey, USA - 1972. D1434-D1438.
  3. Rudolf Meyer "Explosives", Fifth Edition. Wiley-VCH Verlag GmbH. (Electronic) 2002 p172
  4. Хмельницкий Л.И. Справочник по бризантным взрывчатым веществам Ч2 - М 1962 С 689.
  5. Энергетические конденсированные системы. Краткий энциклопедический словарь/ Под Ред. Б.П.Жукова. Изд 2-е исправл - М. Янус К. 2000 с. 128
  6. Орлова Е.Ю. и др. Руководство к лабораторному практикуму по получению нитросоединений. М. 1969 Стр. 124-126
  7. Патент US3899536.

Автор: ()

© Добрейшей души человеки, 2003-2017

При использовании материалов ресурса ссылка обязательна.