exploders.info - Портал по взрывчатым веществам и пиротехнике

Нитрогуанидин, пикрит, NQ (NH2)C(=NH)NHNO2 (альфа - форма), (NH2)2C=NNO2 (бета - форма)

Физико-химические свойства:
Бесцветное кристаллическое вещество плохо растворимое в хол. воде (0,44 г/100г при 20°С, 8,25 г/100г при 100°С), бензоле, хлороформе, эфире, H2SO4 средней и высокой концентрации, плохо раств. в спиртах, ацетоне, хорошо – в конц. HNO3. При кипячении с водой и щелочами медленно разлагается. При перекристаллизации ?-нитрогуанидина из горячей воды могут образовываться длинные очень тонкие кристаллы, напоминающие “вату” с очень низкой кажущейся плотностью. ?-нитрогуанидин выкристаллизовывается из горячей воды в виде скоплений тонких пластинок. ? - форма при опр. условиях может переходить в ?. ?- форма имеет наибольшее практическое применение в пром-ти ВВ, чем ?. В интервале температур 25-100°С ? - форма растворима в воде лучше чем ? на чем и основано их разделение. В горячей воде нитрогуанидин частично гидролизуется. Постепенно разлагается щелочами.

С водным гидразином, при нагревании образует нитроаминогуанидин (t пл. 182°С. Применяется как ВВ, С азотистой кислотой при 0°С образует нитрогуанилазид, при 70°С, нитроаминотетразол, обладающие св-вами ИВВ).
С сильными кислотами нитрогуанидин дает соли (напр. перхлорат (NH2)(NO2HN)C=NHHClO4 - t разл. 110-120°С. Плотность 1.932 г/см3). Может образовывать довольно чувствительные соли серебра и ртути. Образует эвтектические литьевые смеси с АС и гуанидиннитратом используемые в качестве ВВ. Плотность 1.775 г/см3.

Восприимчивость к нагреванию и внешним воздействиям:
Может самовоспламеняться выше 185°С, t пл. 246.7°С (с быстрым разл.) Малочувствителен к удару (высота падения груза >177см для груза 2 кг. Тротил – 80-120 см) и трению, менее восприимчив к детонации чем тротил. Трудно загорается. В обычных условиях не детонирует от детонатора №8. Малочувствителен к искре.

Энергетические характеристики:
Теплота взрыва 3.01 МДж/кг (730ккал/кг при 1.08г/см3, 820ккал/кг при 1.58г/см3 ). Энтальпия образования –92.5кДж/моль. Теплота образования -184.9.0ккал/кг. Фугасность 290-300 мл. Работоспособность в баллистической мортире 104% от тротила. Бризантность 16.5 мм. Бризантность 36г песка (тротил-48г). Объем продуктов взрыва 1077 л/кг. Скорость детонации в трубе 27/34мм - 6775м/с при плотн. 1.2 г/см3, при повышении плотности – уменьшение скорости детонации. В зарядах большего диаметра от мощного инициатора - 8160м/с при плотн. 1.72 г/см3.

Применение:
Впервые был получен в 1877г (Jousellin). Во время 1 мир. войны применялся немцами в смесевых ВВ с аммиачной селитрой и парафином. Рассматривался как дешевый заменитель бездымного пороха. Во время 2 мир. войны применялся гл. обр. в порохах и в смесевых ВВ, например с тротилом. После войны нашел применение в низкотемпературных твердых ракетных топливах, в нитроцеллюлозных порохах с динитродиэтиленгликолем. Такие пороха имеют пониженную температуру горения, низкое разгарно-эррозионное действие на ствол оружия и при этом практически отсутствует вспышка при выстреле, однако при выстреле выделяется довольно большое кол-во серого дыма. В последние годы в связи с разработкой прогрессивных методов кристаллизации нитрогуанидина с целью получения компактных кристаллов, вещество начали активно использовать в малочувствительных ВВ.

Получение:
Получают взаимодействием олеума или конц. серной к-ты с нитратом гуанидина (? - форма) или нитрованием смеси сульфата* и аммоний-сульфата гуанидина (? - форма) нитрующей смесью, при выливании сернокислого раствора ? - нитрогуанидина в воду – кристаллизуется ? - форма. Вместо серной кислоты можно использовать ортофосфорную.

Для практического применения (напр. при пр-ве бездымного пороха) нитрогуанидин перекристаллизованный обычным способом непригоден, т.к. при кристаллизации образует длинные тонкие кристаллы с низкой кажущейся плотностью. Поэтому используют разл. методы получения высокоплотных микрокристаллов нитрогуанидина округлой или эллиптической формы – напр. быстрым охлаждении горячего водного р-ра нитрогуанидина с 1-2% добавкой метилцеллюлозы и поливинилового спирта при активном перемешивании или распылением горячего водного р-ра на охлажденную металлическую пов-ть. Более простой способ получения округлых кристаллов – перекристаллизация из раствора сульфата аммония.

Получение альфа-нитрогуанидина:
К 100 мл. 98% H2SO4 добавляют 80 г хорошо измельченного нитрата гуанидина (см соотв.), регулируя скорость добавления и охлаждение, температуру поддерживают ниже 10°С, при этом тщательно перемешивают. Смесь становится молочно-белой и выпадает аморфный осадок. Когда выделение тепла прекратится, а кристаллы нитрата гуанидина полностью растворятся, добавляют 0.6 кг холодной воды со льдом, и оставляют при температуре около 0°С для кристаллизации. Осадок отфильтровывают и отжимают. Растворяют в 0.8л кипящей воды и оставляют на ночь. Выход ок 90% (60-62г).

Получение бета-нитрогуанидина:
25мл 61% серной кислоты прилили в колбу с 20г дициандиамида. К колбе присоединен обратный холодильник. Смесь осторожно подогрели. После того как проходит первая бурная реакция, смесь ставят на 2 часа в масляную баню с температурой 140°С. После чего смесь охлаждают до 0°С, приливают нитросмесь, состоящую из 20мл конц. азотной кислоты и 10мл конц. серной кислоты. По окончании выделения бурых паров, смесь нагревают 1час в водяной бане, охлаждают и выливают в 300мл смеси льда с водой, фильтруют, промывают водой и перекристаллизовывают из воды. Выход около 6г (ок. 25%).

*-Сульфат гуанидина может быть получен обработкой дициандиамида 75% серной кислотой при комнатной температуре или сплавлением мочевины с сульфаматом аммония (300г мочевины на 1148г сульфамата при 225-245°С в течение получаса).

Литература:

  1. T. Urbanski – Chemistry and Technology of Explosives Vol 3 – Pergamon Press. Oxford. 1967- P. 22
  2. Encyclopedia of explosives and related items./ Basil T. Fedoroff & Oliver E. Sheffield. Vol 6 – Piccatiny Arsenal Dover, New Jersey, USA – 1974. G154-G158.
  3. Rudolf Meyer «Explosives», Fifth Edition. Wiley-VCH Verlag GmbH. (Electronic) 2002 p230
  4. Dobratz B.M. LLNL Explosives Handbook Properties of Chemical Explosives and Explosive Simulants –LLNL University of California, Livermore, California – (UCRL – 52997, 1985)
  5. Хмельницкий Л.И. Справочник по бризантным взрывчатым веществам Ч2 – М 1962 С 48.
  6. Энергетические конденсированные системы. Краткий энциклопедический словарь/ Под Ред. Б.П.Жукова. Изд 2-е исправл – М. Янус К. 2000 с. 303
  7. Орлова Е.Ю. и др. Руководство к лабораторному практикуму по получению нитросоединений. М. 1969 Стр. 186

Автор: ()

© Добрейшей души человеки, 2003-2017

При использовании материалов ресурса ссылка обязательна.