ГМТД (гексаметилентрипероксиддиаммин)
Свойства: белый порошок, летуч, ядовит, вызывает чихание. Чувствителен к огню, удару, трению и другим видам механического воздействия. Синтез: 56 г уротропина растворить в 160 г 30% пероксида водорода. Затем в полученный раствор засыпать 84 г лимонной кислоты. Размешивать до полного растворения при Т <30С. Существует несколько видоизмененный мной метод получения ГМТД. Я использовал 70% азотную кислоту (вместо лимонной). Ее нужно гораздо меньше (около 15-20 мл). При добавлении кислоты возможно выпадение осадка динитрата уротропина, но при перемешивании он растворяется. Выпадение ГМТД происходит через 15-30 минут после добавления кислоты. ВНИМАТЕЛЬНО СЛЕДИТЕ ЗА ТЕМПЕРАТУРОЙ РЕАКЦИОННОЙ СМЕСИ!!! ОНА ДОЛЖНА БЫТЬ СТРОГО МЕНЬШЕ 30С.
Гексаметилентрипероксиддиамин (HMTD) - HN(CH2-OO-CH2)3NH - бесцветные мелкие кристаллы, практически нерастворимые в воде и в обычных органических растворителях (растворимость при 20град.С, по данным Сети, 0,1% в воде, 0,32% в ацетоне и 0,01% в этаноле), с температурой начала быстрого разложения 150град.С и температурой вспышки 200град.С. Разложение HMTD постепенно идет и при обычных условиях, причем наличие примесей, повышенная влажность и повышенная температура ускоряют этот процесс.
Соответственно, хранить HMTD желательно тщательно отмытым, просушенным и при минимально возможной температуре (хранение в течении 3-4 лет при -10- -15град.С не приводило к заметному снижению бризантности).
Механическую чувствительность HMTD часто характеризуют как умеренно-высокую (по Штетбахеру, 10см в тестах на копре с ударником 2кг - против 6см у нитроглицерина и 4см у фульмината ртути).
Но! по другим данным (E&P) чувствительность HMTD к удару крайне высока (он в 2-3 раза чувствительнее гремучей ртути и всего в 2 раза менее чувствителен, чем TACP), а чувствительность к трению еще выше (равна чувствительности TACP, что в 50-60 раз превышает чувствительность гремучей ртути). Причем эти данные выглядят более достоверными, поскольку наблюдалось 100% инициирование HMTD (как и TACP) ударом при полной невосприимчивости в аналогичных условиях фульмината серебра.
Молекулярный вес HMTD 208,1; энергия образования -1608кДж/кг, энтальпия образования -1731кДж/кг, теплота взрыва 3655кДж/кг (вода - жидкость) и 3383кДж/кг (вода - газ), удельная энергия 897кДж/кг, объем детонационных газов 1000л/кг, кислородный баланс -92,2%, содержание азота 13,5%.
HMTD - относительно мощное инициирующее ВВ с работоспособностью 330куб.см (т.е. примерно 110% от TNT) и скоростью детонации от 4511м/с (при плотности прессования 0,88г/куб.см) до 5100м/с (при 1,1г/куб.см); HMTD легко подпрессовывается до плотности 0,66г/куб.см и прессуется до 0,91г/куб.см (при давлении 1000кг/кв.см); собственная плотность его кристаллов 1,57г/куб.см.
Стандартные методы синтеза HMTD основаны либо на взаимодействии формальдегида с перекисью водорода и солью аммония, либо на взаимодействии уротропина с кислотой (обычно лимонной, реже - уксусной, серной, т.д.) и перекисью водорода. Модификацией последнего и является рассматриваемый синтез. Его основной недостаток - необходимость
изготовления и хранения HDN, а основные достоинства - оперативность и (благодаря строго стехиометрическому содержанию кислоты) относительно высокие выходы и повышенная стабильность конечного продукта.
Этапы синтеза:
1) К 10мл несколько охлажденного 20% раствора перекиси водорода (получаемого, например, вымораживанием при -15град.С из 6-12% раствора) добавляется 4г динитрата уротропина, образующего нерастворимый осадок;
2) Смесь выдерживают в темном прохладном месте 1-7 часов, периодически перемешивая. В начале может происходить некоторый саморазогрев смеси и уплотнение осадка; на завершающей стадии происходит интенсивное выделение пузырьков газа и осадок "вспучивается"; его отфильтровывают, многократно промывают дистиллированной водой и высушивают (выложив прямо с фильтром на лист фильтровальной бумаги). Выход сухого HMTD 2,3-2,5г (около 80% от теоретического).
HMTD (аналогично TACP) может образовывать комплексы с некоторыми ароматическими нитросоединениями - в частности, с DNB.
Для приготовления комплекса 0,4г HMTD и 0,27г DNB добавляют к 50-100мл дистиллированной воды; при непрерывном перемешивании подогревают на водяной бане до 80-100град.С (внимание ! тяга ! DNB сильно токсичен и летуч с водяным паром !) и далее охлаждают. Комплекс, выделяющийся в виде тончайших волокон, отфильтровывается и высушивается (получается примерно 0,6г "ваты" белого или кремового цвета).
Данный комплекс близок по свойствам к инициирующим ВВ, на воздухе сгорает со вспышкой и выделением большого количества копоти. Бризантность и чувствительность его ниже, чем чистого HMTD, устойчивость при хранении - несколько выше (хотя при обычных условиях он все-таки медленно разлагается). Комплекс хорошо прессуется; но его характерным (полезным в экспериментах) свойством является исключительно низкая начальная плотность получающейся "ваты" (менее 0,1г/куб.см).
Mihail Gen <mihailru2000@yahoo.com>
Теория:
Представляет собой белые ромбические кристаллы, плохо растворим в
воде и органических растворителях. Плотность монокристалла 1,57г/см3. Насыпная плотность - 0,66г/см3. При давлении 800кг/см2 прессуется до 1,3г/см3, при 200кг/см2 - до 1,1г/см3. Разлагается минеральными кислотами. В холодной воде гидролизуется медленно, быстро - в горячей. Реагирует со многими металлами, особенно активно во влажном состоянии, что может повлечь за собой разогрев и даже воспламенение ГМТД. Термически неустойчив. При постепенном нагревании до 130°C - взрывается. При хранении на воздухе относительно мало летуч, на свету не изменяется, при хранении в течение нескольких месяцев не разлагается. Хорошо хранится при низкой температуре. Негигроскопичен. При контакте с концентрированной серной кислотой или бромом детонирует. При нитровании раствором нитрата аммония в азотной кислоте образует гексоген с выходом до 26%. Способен образовывать комплексы с ароматическими нитросоединениями. Теплота образования 81,7ккал/моль. Является довольно мощным инициирующим ВВ с работоспособностью 330-340см3 (азид свинца - 110см3, тротил - 285см3), бризантностью по песочной пробе 42,5г для заряда 0,5г (гремучая ртуть 16,5г, диазодинитрофенол - 45,6г), теплота взрыва 787ккал/кг, объем газообразных продуктов детонации - 1097л/кг. Чувствительность к удару: 3см для груза 2кг. При поджигании без оболочки в количестве до нескольких граммов мгновенно сгорает с яркой вспышкой. Запрессованный в оболочку детонирует. Очень чувствителен к воспламенению, искре. Скорость детонации при 0,88г/см3 - 4511м/с, при 1,1г/см3 - 5100м/с. Кислородный
баланс -92,6%. Чувствителен к трению, при растирании в фарфоровой ступке с легкостью детонирует. По инициирующей способности в среднем примерно в 4 раза превосходит гремучую ртуть и близок к азиду свинца. Минимальный инициирующий заряд по тротилу 0,1г. Был предложен к применению как инициирующее ВВ, но был отвергнут из-за не очень хорошей химической стойкости (надежно храниться не более 6-ти месяцев, но при пониженной температуре - несколько лет). Применяется в лабораториях как легкое в получении и
эффективное инициирующее ВВ при исследовании детонационных свойств новых ВВ.
Получение:
Впервые получен в 1885году Леглером, взаимодействием диформальпероксигидрата с аммиаком. В настоящее время существует множество способов получения ГМТД. Наиболее известный, применяемый на практике,
лабораторный способ заключается в окислении уротропина перекисью водорода в кислой среде. Уротропин доступен - его легко купить в хозмаге или магазине типа "рыболов" как "сухое горючее" - пачки с белыми таблетками, можно приобрести его в химическом магазине, если таковой имеется. Наиболее часто в качестве подкислителя применяют лимонную кислоту (легко купить в любом пищевом магазине). Больший выход обеспечивает применение азотной
кислоты. Перекись водорода, которая продается в аптеке (3% раствор) нам не подходит. Нам нужен пергидроль - раствор перекиси водорода с концентрацией 30-38%. Он продается во всех химмагах, а также встречается в больницах и парикмахерских. Если перекись будет процентов 25, то тоже сгодиться, правда выход ГМТД немного поменьше будет. А так все отлично получается. Ну что ж, приступим!
1)Получение ГМТД с применением лимонной кислоты
Оборудование:
Стакан на 100мл
Термометр
Миска (как охлаждающая баня)
Банка на 0,5литра, лучше на литр.
Воронка
Фильтровальная бумага, отлично подойдут также
фильтры для кофеварок
Реактивы:
Перекись водорода 30-38% (марка значения не имеет, я использовал "чда" и медицинскую) - 20мл
Уротропин - 8г
Сода питьевая - 2-3 чайных ложки
Лимонная кислота - берется по объему такое же количество, как уротропин.
Получение:
Ставим стакан в миску с холодной водой (можно еще куски льда положить). Наливаем в стакан перекись водорода. Далее берем 8г уротропина (естественно,
в виде порошка, а не таблетки) и постепенно, при температуре не выше 20°C прибавляем уротропин с
помешиванием. Затем мешаем, пока он весь не раствориться. Потом, в несколько порций, при перемешивании прибавляем лимонную
кислоту (темпратура обязательно ниже 25°С, если достигает 25°, прекратить добавление кислоты .Если 30°, то еще можно остудить, даже при 35, но если зашкаливает за 45 - придется вылить в унитаз). После добавления всей кислоты мешаем до почти полного ее растворения. Затем смесь в течение ближайшего часа мешаем раз в 10-15 минут. Через 20-90 минут после добавления кислоты смесь начинает мутнеть, затем становится белой, потом начинает густеть (образуется ГМТД). При этом смесь всегда должна стоять в миске с водой. Смесь выдерживаем несколько часов, при этом, как правило, она почти полностью застывает от образующегося ГМТД. После прекращения реакции смесь разбавляется почти до верха стакана водой, перемешивается, затем выливается в банку, не более чем наполовину заполненную 5% раствором питьевой соды (сильно пенится и если много раствора, может вылезти из банки и загадить все вокруг). Далее оставляем там на 15-20 минут, при этом периодически перемешивая, затем фильтруем, промываем водой (мл 400 - 500), лучше всего, дистиллированной (или хотя бы просто фильтрованной через фильтр для очистки водопроводной), на худой конец водопроводную можно. Далее
убеждаемся в нейтральности ГМТД (может показывать слабощелочную реакцию, что нормально), можно и просто языком попробовать (не ядовит), главное - никакой кислоты. Далее сушим. Класть надо в укромное место, вдали от источников огня, не сушить на батарее (не рванет, но осторожность не помешает). Все.
2)Получение ГМТД с азотной кислотой:
Оборудование:
Тоже что и в предыдущем методе, только еще дополнительный
стакан для азотной кислоты, из которого будет прибавляться азотка к смеси
Реактивы:
Перекись водорода 30-38% - 20мл
Уротропин - 8г
Азотная кислота уд.в 1,4 (65-68%, можно и 50% использовать, но на концентрацию пересчитать) - 8мл
Получение:
Сначала, как и в предыдущем методе растворяем уротропин в перекиси
водорода, как и в предыдущем методе, потом, при энергичном помешивании приливаем 8мл азотки (по 2-3мл, с интервалом в пару минут), температурный режим аналогичен первому методу. При прибавлении азотной кислоты выпадает осадок динитрата уротропина. Сначала он будет растворяться при перемешивании а потом перестанет и заполнит всю смесь, но в этом нет ничего страшного - в ходе реакции он под действием перекиси перейдет в ГМТД. Выдержку даем, как и в первом методе, только смесь уже не будет так застывать из-за большего объема жидкости в смеси. Далее разбавляем и поступаем с продуктом как описано выше.
ГМТД удобно хранить в пластиковых и бумажных контейнерах, не допускается хранение в сосудах с притертой или завинчивающейся пробкой - при открывании/закрывании может произойти взрыв (ИВВ все-таки). Хранить надо в прохладном месте - будет год лежать нормально, однако лучше не хранить более нескольких месяцев. Этим способом я много раз получал ГМТД и могу сказать, что он абсолютно надежен, если реактивы нормальные. По моему опыту смесь греется не сильно, выгорание у меня было только один раз, когда я пренебрег охлаждением и оставил смесь на солнце. С полученным ГМТД следует обращаться с осторожностью и вниманием, не допускать резких ударов и трения, прессовать не сильно, мягко, постепенно. При прессовке детон лучше держать не в руке, а в чем-нибудь зажать - на всякий случай. Вообще я очень люблю это ВВ, так как во-первых оно было первым ВВ, которое я получил, а во-вторых оно относительно безопасно, доступно эффективно и удобно. Будьте также осторожны при обращении с концентрированной перекисью и азотной кислотой, работать желательно в перчатках.
Exploder
Идеально брать ортофосфорную кислоту. И рассчитывать кол-во компонентов надо по уравнению реакции: C6H12N4 + 3H2O2 + 2H(+) = C6H12O6N2 + 2NH4(+). Бери 70 мл 30% Н2О2, 28 г уротропина и 54 мл 85% фосфорной кислоты. Сделай 2 раствора, один из которых 54 мл фосфорки и 20 мл перекиси, второй 50 мл перекиси и 28 г уротропина. Охлади их как можно сильнее, смешай и поставь емкость в воду со льдом на 14 и более часов. Ну а далее понятно чего. При таком раскладе можно особо и не контролировать температуру.
Семён
Вернуться на Пиротек - самодельная пиротехника и , напалм и СВУ