Чувствительность ароматических нитросоединений и солей 5,5’-азотетразола к детонационному импульсу
- Autores: 1, 1, 1, 1
-
Afiliações:
- Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева
- Edição: Volume 1 (2023)
- Páginas: 241-242
- Seção: Химия и технология энергонасыщенных соединений и изделий на их основе
- URL: https://journals.eco-vector.com/osnk-sr2023/article/view/430160
- ID: 430160
Citar
Texto integral
Resumo
Обоснование. Чувствительность энергонасыщенных материалов к начальным импульсам является как характеристикой детонационной способности, так и характеристикой безопасности. Одним из методов ее определения является определение минимального инициирующего заряда (МИЗ) инициирующих взрывчатых веществ (ИВВ). Чувствительность индивидуальных ВВ к детонационному импульсу зависит как от природы вещества, так и от характеристик заряда — плотности, дисперсности и формы частиц ВВ, определяющих количество и размер горячих точек, способствующих распространению детонационной волны. К бризантным ВВ пониженной мощности относят ВВ с теплотой взрыва меньше, чем у тротила. Такие ВВ в небольших диаметрах могут детонировать только при пониженной плотности заряда. К таким ВВ относятся как ароматические динитросоединения [1], так и близкие к ним по расчетной теплоте взрыва полиазотистые соединения, в частности, соли 5,5’-азотетразола (AzT) с азотистыми основаниями [2], являющимися бескислородными системами.
Цель — определение чувствительности к детонационному импульсу кислородосодержащих систем — ароматических динитросоединений и бескислородных систем — солей AzT, сравнение чувствительности внутри рядов и между рядами ВВ.
Методы. В настоящей работе была использована методика [3]. В качестве оболочек использовались медные трубки с внутренним диаметром 4, 6 и 8 мм с толщиной стенки 1 мм. В качестве инициаторов использовали ТАТП с плотностью 0,8 г/см3 и ТЭН с плотностью 0,7 г/см3, инициируемый 30 мг ТАТП. ТАТП инициировали капсюлем-воспламенителем. Исследуемые соединения использовали в виде частиц, проходящих через сито с размером ячейки 200 мкм (средний размер частиц около 100 мкм), которые готовили путем измельчения и рассева. Заряды готовили путем утрамбовки до плотности 1 г/см3.
Результаты. Полученные величины МИЗ ТАТП и ТЭНа, а также минимальные диаметры заряда, при которых идет детонация, приведены в таблицах 1 и 2. Чувствительность к детонационному импульсу для солей AzT практически не зависит от теплоты взрыва и коррелирует прежде всего с вкладом основания в энтальпию образования соли, а также с массой молекулы основания — аммониевая соль AzT превосходит по чувствительности более высокоэнтальпийные этилендиаминовую и даже триаминогуанидиновую соли AzT. Ароматические динитросоединения также имеют между собой близкую теплоту взрыва [1] (3200–3600 кДж/кг), однако их чувствительность к детонационному импульсу различается еще больше. Эксплозифорная гидразинная группа закономерно повышает чувствительность. В наименьшей степени снижает чувствительность низкоэнтальпийная гидроксигруппа (по-видимому, из-за образования аци-формы), в наибольшей — термонейтральная аминогруппа, приближаясь к метильной группе, более всех снижающей кислородный баланс и теплоту взрыва. В целом, для наиболее чувствительных ароматических динитросоединений МИЗ ТАТП и критический диаметр детонации близки к таковым для солей AzT с близкой расчетной теплотой взрыва. МИЗ ТАТП по гидразиновой соли и по 2,4,6-ТНТ совпадают.
Таблица 1. Экспериментальные и расчетные характеристики солей AzT и 2,4,6-ТНТ
Взрывчатое | Энтальпия образования, кДж/кг | Теплота взрыва, | Минимальный диаметр | МИЗ ТАТП, |
(N2H5)2AzT | 3100 | 3700 | 4 | 68±8 |
(NH4)2AzT | 2200 | 3400 | 6*** | 88±12 |
TAG2AzT* | 2900 | 3600 | 6*** | 125±25 |
EnAzT** | 2400 | 3500 | 6*** | 225±25 |
2,4,6-ТНТ | –300 | 4200 | 4 | 68±8 |
* бис-триаминогуанидиновая соль AzT; ** этилендиаминовая соль AzT; *** в зарядах 4 мм взрывной процесс идет без пробития свинцовой пластины.
Таблица 2. Экспериментальные характеристики ароматических динитросоединений
Взрывчатое вещество | Минимальный диаметр заряда детонации ВВ, мм | МИЗ ТАТП | МИЗ ТЭН | МИЗ ТЭН при |
2,4-Динитрофенилгидразин | 4 | 100±25 |
|
|
1,3-Динитробензол | 6* | 160±20 |
|
|
2,4-Динитрорезорцин | 6* | 200±50 |
|
|
2,4-Динитрофенол | 4 | 300±50 | 68±8 |
|
2,4-Динитро-3-аминофенол | 6 |
| 250±50 |
|
2,4-Динитротолуол | 8 |
|
| 300±50 |
2,4-Динитроанилин | 8 |
|
| 400±100 |
* при меньшем диаметре эксперимент не проводился.
Выводы. На основании проведенных исследований показано влияние химического строения на взрывчатые характеристики различных ВВ. Показано, что, несмотря на близкое химическое строение и близкую теплоту взрыва, различия внутри ряда ароматических динитросоединений больше, чем между ними и бескислородными солями AzT.
Texto integral
Обоснование. Чувствительность энергонасыщенных материалов к начальным импульсам является как характеристикой детонационной способности, так и характеристикой безопасности. Одним из методов ее определения является определение минимального инициирующего заряда (МИЗ) инициирующих взрывчатых веществ (ИВВ). Чувствительность индивидуальных ВВ к детонационному импульсу зависит как от природы вещества, так и от характеристик заряда — плотности, дисперсности и формы частиц ВВ, определяющих количество и размер горячих точек, способствующих распространению детонационной волны. К бризантным ВВ пониженной мощности относят ВВ с теплотой взрыва меньше, чем у тротила. Такие ВВ в небольших диаметрах могут детонировать только при пониженной плотности заряда. К таким ВВ относятся как ароматические динитросоединения [1], так и близкие к ним по расчетной теплоте взрыва полиазотистые соединения, в частности, соли 5,5’-азотетразола (AzT) с азотистыми основаниями [2], являющимися бескислородными системами.
Цель — определение чувствительности к детонационному импульсу кислородосодержащих систем — ароматических динитросоединений и бескислородных систем — солей AzT, сравнение чувствительности внутри рядов и между рядами ВВ.
Методы. В настоящей работе была использована методика [3]. В качестве оболочек использовались медные трубки с внутренним диаметром 4, 6 и 8 мм с толщиной стенки 1 мм. В качестве инициаторов использовали ТАТП с плотностью 0,8 г/см3 и ТЭН с плотностью 0,7 г/см3, инициируемый 30 мг ТАТП. ТАТП инициировали капсюлем-воспламенителем. Исследуемые соединения использовали в виде частиц, проходящих через сито с размером ячейки 200 мкм (средний размер частиц около 100 мкм), которые готовили путем измельчения и рассева. Заряды готовили путем утрамбовки до плотности 1 г/см3.
Результаты. Полученные величины МИЗ ТАТП и ТЭНа, а также минимальные диаметры заряда, при которых идет детонация, приведены в таблицах 1 и 2. Чувствительность к детонационному импульсу для солей AzT практически не зависит от теплоты взрыва и коррелирует прежде всего с вкладом основания в энтальпию образования соли, а также с массой молекулы основания — аммониевая соль AzT превосходит по чувствительности более высокоэнтальпийные этилендиаминовую и даже триаминогуанидиновую соли AzT. Ароматические динитросоединения также имеют между собой близкую теплоту взрыва [1] (3200–3600 кДж/кг), однако их чувствительность к детонационному импульсу различается еще больше. Эксплозифорная гидразинная группа закономерно повышает чувствительность. В наименьшей степени снижает чувствительность низкоэнтальпийная гидроксигруппа (по-видимому, из-за образования аци-формы), в наибольшей — термонейтральная аминогруппа, приближаясь к метильной группе, более всех снижающей кислородный баланс и теплоту взрыва. В целом, для наиболее чувствительных ароматических динитросоединений МИЗ ТАТП и критический диаметр детонации близки к таковым для солей AzT с близкой расчетной теплотой взрыва. МИЗ ТАТП по гидразиновой соли и по 2,4,6-ТНТ совпадают.
Таблица 1. Экспериментальные и расчетные характеристики солей AzT и 2,4,6-ТНТ
Взрывчатое | Энтальпия образования, кДж/кг | Теплота взрыва, | Минимальный диаметр | МИЗ ТАТП, |
(N2H5)2AzT | 3100 | 3700 | 4 | 68±8 |
(NH4)2AzT | 2200 | 3400 | 6*** | 88±12 |
TAG2AzT* | 2900 | 3600 | 6*** | 125±25 |
EnAzT** | 2400 | 3500 | 6*** | 225±25 |
2,4,6-ТНТ | –300 | 4200 | 4 | 68±8 |
* бис-триаминогуанидиновая соль AzT; ** этилендиаминовая соль AzT; *** в зарядах 4 мм взрывной процесс идет без пробития свинцовой пластины.
Таблица 2. Экспериментальные характеристики ароматических динитросоединений
Взрывчатое вещество | Минимальный диаметр заряда детонации ВВ, мм | МИЗ ТАТП | МИЗ ТЭН | МИЗ ТЭН при |
2,4-Динитрофенилгидразин | 4 | 100±25 |
|
|
1,3-Динитробензол | 6* | 160±20 |
|
|
2,4-Динитрорезорцин | 6* | 200±50 |
|
|
2,4-Динитрофенол | 4 | 300±50 | 68±8 |
|
2,4-Динитро-3-аминофенол | 6 |
| 250±50 |
|
2,4-Динитротолуол | 8 |
|
| 300±50 |
2,4-Динитроанилин | 8 |
|
| 400±100 |
* при меньшем диаметре эксперимент не проводился.
Выводы. На основании проведенных исследований показано влияние химического строения на взрывчатые характеристики различных ВВ. Показано, что, несмотря на близкое химическое строение и близкую теплоту взрыва, различия внутри ряда ароматических динитросоединений больше, чем между ними и бескислородными солями AzT.
Sobre autores
Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева
Email: arkan2002@yandex.ru
студент, группа И-43, ИХТ-факультет
Rússia, МоскваРоссийский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева
Email: Ilya.v.lazarev@gmail.com
студент, группа И-63, ИХТ-факультет
Rússia, МоскваРоссийский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева
Email: akhapkina-luda@rambler.ru
инженер кафедры ХТОСА, ИХТ-факультет
Rússia, МоскваРоссийский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева
Autor responsável pela correspondência
Email: antlew@rambler.ru
доцент кафедры ХТОСА, ИХТ-факультет
Rússia, МоскваBibliografia
- Орлова Е.Ю. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ: учебник для вузов. 3-е изд., перераб. Ленинград: Химия, 1981. 312 с.
- Sinditskii V.P., Bogdanova L.E., Kapranov K.O., et al. High-energy salts of 5,5-Azotetrazole. 1. thermochemistry and thermal decomposition // Combustion, Explosion, and Shock Waves. 2019. Vol. 55, No. 3. P. 308–326. doi: 10.1134/S0010508219030092
- Петрейкин А.А., Антипов Д.С., Кунаков А.А., и др. Разработка методики определения минимальных ини-циирующих зарядов для низкоплотных зарядов бризантных ВВ // Успехи в химии и химической техно-логии. 2016. Т. XXX, № 8. С. 37–38.
Arquivos suplementares
