книги / Высокоэнергетические наполнители твердых ракетных топлив и других высокоэнергетических конденсированных систем. Физико-, термохимические характеристики, получение, применение

3. Нитрацией 1,3-динитробензола смесью 100%-ой азотной кислоты и олеума:

Выход: 65–70 %.

Имеет силу и скорость детонации больше, чем у ТНТ, очень стабилен. Не применяется из-за сложности синтеза и неэкономичности [1, 6].

Список литературы

1.Meyer R., Köhler J., Homburg A. Explosives. – Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH, 2002.

2.ICT Database of Thermochemical Vаlues. – Version 2.0. – ICT. – Karlsruhe, Germany, 1999.

3.Лебедева Н.Д., Рядненко В.Л., Кузнецова И.Н. Теплоты сгорания и энтальпии образования некоторых ароматических нитропроизводных // Ж. физ. хим. – 1971. – Т. 45. –

Вып. 4. – С. 980.

4.Cox J.D., Pilcher G. Thermochemistry of Organic and Organometallic Compounds. – London: Academic Press, 1970.

5.Iyer S. Explosive Desensitization Studies via Chemical Group Modification II. 3,5-Diamino- and 3,5-Dichloro-2,4,6- TNT // J. of Energetic Materials. – 1984. – Vol. 3. – Р. 151–158.

6.Хмельницкий Л.И. Справочник по взрывчатым веще-

ствам. – М., 1962. – Ч. 2. – С. 351.

151

NO2

Молекулярная масса: 229,1 Кислородный баланс: –45,39 % Массовая доля азота: 18,33 % Агрегатное состояние: твёрдое

Плотность: 1767 кг/м3 19 °С [1] Температура плавления: 121,8–122,4 °С [2] Теплота сгорания: 2573,7 кДж/моль [3]

Энтальпия образования:

–248,53 кДж/моль [4] –240,16 кДж/моль [5] –216,31 кДж/моль [6] –217,90 кДж/моль [3]

Энергия образования:

–232,42 кДж/моль [4] –224,05 кДж/моль [5] –200,20 кДж/моль [6] –201,79 кДж/моль [3]

152

Объём газов при взрыве: 826 л/кг [4] Теплота взрыва: [4] (Н2О ж.) 3964 кДж/моль (Н2О газ) 3876 кДж/моль

Скорость детонации: 7500 м/с при ρ = 1700 кг/м3 [4] Чувствительность к удару: 7,4 Н·м [4] Чувствительность к трению: 353 Н реакции нет [4]

Токсична, растворима в горячей воде, спирте, эфире, бензине и ацетоне.

Получают растворением фенола в серной кислоте с последующей нитрацией фенолдисульфокислоты по схеме:

Выход: 66 % (по 2 стадиям).

Или нитрацией 2,4 динитрофенола серно-азотной сме-

сью [4].

Использовалась во время Второй мировой войны в качестве энергетического наполнителя гранат и мин. Образует в контакте с металлами чувствительные к удару соли (на уровне инициирующих ВВ).

Список литературы

1. D'Ans-Lax. Taschenbuch für Chemiker und Physiker. – Band II. – 1964.

153

2.Kayser E.G. Analysis Methods for Explosive Materials - I. Polynitro Compounds // J. of Energetic Materials. – 1983. – Vol. 1. – Р. 251–273.

3.Finch A., Smith A.E. Thermochemistry of nitrophenols. V. Enthalpies of formation of 2,4-and 2,6-dinitrophenols // Thermochim. Acta. – 1983. – Vol. 69. – Р. 375–378.

4.Meyer R., Köhler J., Homburg A. Explosives. – Weinheim: Wiley-VCH GmbH, 2002.

5.Raun R.L., Butcher A.G. Estimating Heat of Formation of Energetic Compounds Using Corrected Semiempirical Molecular Orbital Theory, Joint Army Navy Air Force // 31st Combustion Subcommittee Meeting, 1994. – Р. 185–196.

6.Stull D.R., Westrum E.F., Sinke G.C. The Chemical Thermodynamics of Organic Compounds. – John Wiley and Sons, Inc, 1969.

154

C6Н3N7O11 1-Нитрофуразанил-2,2,4,4-

тетранитроциклобутан

O

N N

NO2

O2N NO2

Молекулярная масса: 349,1 Кислородный баланс: –11,46 % Массовая доля азота: 28,07 % Агрегатное состояние: твёрдое

Плотность: 1880 кг/м3* Теплота сгорания: 5170,95 кДж/моль (расчетная)*

Энтальпия образования: 84,18 кДж/моль*

Энергия образования: 110,21 кДж/моль*

Скорость детонации: 8258 м/с*

Может быть синтезирован окислением 1-аминофураза- нил-2,2,4,4-тетранитроциклобута-на перекисью водорода

вкислой среде в присутствии катализатора по схеме*:

*Sheremetev A.B., Pivina T.S. Nitrofurazanyl Moiety as an Alternative to Picryl One for High Energetic Material Construction // 27th Int. Annual Conf. ICT (Energetic Materials), 1996.

155

Рассматривается как высокоплотный энергетический наполнитель конденсированных материалов различного назначения (ВВ, ТРТ и т.д.).

156

C6Н4N6O6 5,7-Диамино-4,6-динитробензофуроксан

DADNBF, CL-14

NH2 O

Молекулярная масса: 256,1 Кислородный баланс: –49,97 % Массовая доля азота: 32,80 % Агрегатное состояние: твёрдое

Плотность: 1942 кг/м3 [1] Плотность: 1910 кг/м3 [2]

Температура плавления: 289 °С Разложение [3] Теплота сгорания: 2857,21 кДж/моль [1]

Энтальпия образования: 86,32 кДж/моль [1, 3]

Энергия образования: 106,15 кДж/моль [1, 3]

Скорость детонации: 8050 м/с при ρ = 1310 кг/м3 [2] Чувствительность к удару: 79 см при грузе 2 кг [3]

Малочувствительное к удару термостойкое высокоэнергетическое мощное взрывчатое вещество.

157

Получают:

Способ 1 – в 4 стадии из 1,3,5-трихлор-2,4-динитробен- зола по схеме [3]:

Способ 2 – обработкой комплекса Meisenheimer избытком солянокислого гидроксил-амина в водном растворе основания по схеме [3]:

158

Может быть использован для создания высокоэнергетических систем, устойчивых к случайному инициированию при эксплуатации [4].

Список литературы

1.Doherty R.M., Simpson R.L. A Comparative Evaluation of Several Insensitive High Explosives // 28th Int. Annual Conf. ICT, 1997.

2.Agrawal J.P. Recent trends in high-energy materials // Prog. Energy Combust. Sci. – 1998. – Vol. 24(1). – P. 1–30.

3.Agrawal J.P., Hadgson R.D. Organic Chemistry of Explosives. – John Wilеy and sons, Ltd, 2007. – 384 p.

4.Жуков Б.П. Энергетические конденсированные системы // Краткий энциклопедический словарь. – М.: Янус-К, 1999. – 62 с.

159

C6Н4N12O14 2,6-Диоксо-1,3,4,5,7,8-гексанитродека-

гидро-1Н,5Н-диимидазо[4,5в:4',5'e]-

пиразин-2,4,6,8,10,12-гексанитраза- трицикло-[7.3.0.0]додекан-5,11-дион, HHTDD

Энтальпия образования: 153,55 кДж/моль [3]

Энергия образования: 190,71 кДж/моль [3]

Скорость детонации (расчет): 9700 м/с при ρ = 2070 кг/м3

Получают нитрованием солянокислой соли трицикла смесями 20 % N2O5 /HNO3 и Ac2O/HNO3. Исходную соль синтезировали взаимодействием 1,4-диформил-2,3,5,6-тетрагид-

160