Тетрил

Тетрил (CH(NO)N(CH)NO) — мощное взрывчатое вещество, по взрывчатым характеристикам относится к вторичным (бризантным).

Синонимы: 2,4,6-тринитро-N-метил-N-нитроанилин; N-метил-2,4,6-тринитрофенилнитрамин; метилпикрилнитрамин; N-метил-N,2,4,6-тетранитроанилин. Товарные наименования: тетрил, нитрамин, тетралит.

Физико-химические свойства Кристаллическое вещество белого цвета. Но цвет технического продукта светло-желтый, обусловлен примесями. Хорошо растворим в ацетоне, концентрированной азотной кислоте и бензоле, хуже — в спирте и дихлорэтане. Практически не растворим в воде. Негигроскопичен. Реагирует со щелочами и карбонатами натрия и калия. При нагревании в слабых растворах щелочей образует пикраты. В конц.(?) H2SO4 разлагается до метилпикрамида. Реагирует с анилином в бензоле, образуя метилнитрамин и 2-, 4-, 6-тринитродифениламин. Чистый продукт стоек по отношению к слабым кислотам и не взаимодействует с аммиачной селитрой. Технический продукт из-за примеси пикриновой кислоты корродирует обычную сталь и несовместим с аммиачной селитрой. При сплавлении с тротилом образует аддукт с t пл. 68°С. Вследствие наличия нитрогрупп может образовывать производные с металлами карминно-красного цвета, которые являются высокочувствительными взрывчатыми веществами с температурой вспышки 95-105 С. Токсичен, при систематическом контакте вызывает аллергию или экзему на коже, окрашивает кожу в красный цвет, требует принятия специальных мер защиты при обращении. Химическая стойкость ниже, чем у тротила и некоторых других нитросоединений, но достаточна для длительного хранения при нормальных условиях. Легко прессуется до высокой плотности (1,71 г/см3 при 2000 кгс/см² ). Плотность кристаллического – 1,73 г/см3, обычная плотность в зарядах – 1,63 г/см3 Твёрдость по Моосу - менее 1,0.

В 100 см3 растворяется тетрила в граммах: ТемператураВодаБензолАцетонДихлорэтиленСпиртCCl4ЭфирСероуглерод0°С0,0053,45—1,50,320,0070,1880,00917°С0,007———0,490,02—0.01720°С0,0089,9945,823,80,560,0250,4180,02130°С0,008———0,760,0390,4930,02940°С0,011——7,71,120,058—0,05645°С0,014———1,380,073—0,09450°С0,019—111,85—1,720,095——60°С0,035——18,82,640,154——70°С0,05321,86——4,230,241——75°С0,066———5,330,247——80°С0,08142,43—64,5————100°С0,184———————

Восприимчивость к нагреванию и внешним воздействиям Температура плавления - 129,5°С с разложением (технический плавится при 128,8°С). Термически стабилен до 100°С. t всп. (?) - ок. 190°С (у тротила - 290°С, у ТНФ - 310°С). При 190°С быстро с шумом сгорает светлым ярким пламенем. Более мощное и чувствительное ВВ, чем тротил или пикриновая кислота.

Химическая стойкость: чистый продукт выдерживает пробу Эбля при 80°С не более 50 мин. Такая нестойкость объясняется примесью тетранитрофенилметилнитрамина(m-нитротетрила), который образуется из содержащегося в диметиланилине монометиланилина и уже кипящей водой гидролизуется на кислый тринитрофенилметилнитраминофенол и азотистую кислоту.

Чувствительность к удару: для груза 2,5 кг (50%-я вероятность детонации) - 37 см, (гексоген – 28 см, тротил – 148 см). Для груза 10 кг (высота 25 см) 50-60%-я вероятность взрыва, (тротил - 4-8 %, гексоген - 70-80 %).

Восприимчивость к детонации: 0,29 г для гремучей ртути, 0,09 г для ТА, 0,05 г для ГМТД или 0,03 г для азида свинца.

Взрывчатые характеристики Теплота взрыва: 4,6 МДж/кг (960 ккал/кг при 0,98 г/см3, 1160 ккал/кг при 1,69 г/см3). Теплота образования: +7.6 ккал/моль. Энтальпия образования: +16,7 ккал/кг. Температура взрыва: 2950 Кельвинов (примерно 2676°С). Скорость детонации: 7500 м/с при плотности 1,63 г/см3. При 1,70 г/см3 скорость детонации - 7620 м/с, а давление на фронте детонационной волны - 25 ГПа, (тротил 19 ГПа, гексоген - 34,7 ГПа (при 1,6 и 1,8 г/см3, соответственно)). Бризантность: 113-123 % (54-59 г) от тротила (48 г) по песочной пробе. Обжатие свинцовых столбиков - 19 мм (тол - 16,5 мм). Фугасность в Pb-блоке: 390 мл для химически чистого тетрила, и 340 мл для технического продукта (техпродукт содержит низкоплавкие примеси и обладает меньшей энергией). Для сравнения: тротил – 285 мл, ТЭН – 500 мл. Работоспособность в баллистической мортире: 126-132 % от тротила. Объем продуктов взрыва: 765 л/кг.

Получение Тетрил обычно получают нитрованием диметиланилина. При приливании диметиланилина к концентрированной азотной кислоте происходит самовоспламенение, поэтому в промышленности тетрил получают растворением диметиланилина в избытке 92-96%-й серной кислоты (обычно 1 часть диметиланилина на 8-14 частей 96%-й серной кислоты) и нитрованием полученного раствора сульфата диметиланилина концентрированной азотной кислотой или меланжем. Реакция сопровождается окислением одной метиловой группы и большим тепловыделением. На протяжении всего процесса следует тщательно контролировать ход реакции и температуру, иначе возможно осмоление диметиланилина или даже вспышка.

В Германии во время Второй мировой войны тетрил производили из динитрохлорбензола, обработкой его водным раствором метиламина и нитрованием полученного динитрометиланилина нитрующей смесью до тетрила. Этот способ был более безопасен и позволяет использовать динитрохлорбензол – широко доступное сырье.

Очень чистый тетрил может быть получен нитрованием диметиланилина большим избытком азотной кислоты плотностью 1,4 (65 %). Для этого 1 часть диметиланилина растворяют в 40 частях азотной кислоты при температуре до 7°С. Затем температуру осторожно повышают до 60°С, а по завершении относительно бурной реакции окисления нагревают до 90°С. По охлаждении выделяется тетрил с 78%-м выходом.

Также тетрил можно получить двустадийным нитрованием монометиланилина азотной кислотой. На первой стадии монометиланилин нитруется 50-60% азотной кислотой до динитрометиланилина, а на второй до тетрила.

Применение Впервые был получен в 1877 г. Начал использоваться в качестве вторичного заряда в капсюлях-детонаторах и прочих средств подрыва с 1906 г в Германии. В России и Англии – с 1910 г. Во время 2-й мировой войны, кроме средств подрыва, использовался также в смесевых ВВ для снаряжения боеприпасов, напр., в малокалиберных снарядах в смеси с флегматизатором и в сплавах с тротилом (т. н. тетритолы, которые использовались в индивидуальном виде и в виде плавкой основы для литьевых смесей с гексогеном. Тетритолы с высоким содержанием тетрила по эффективности в кумулятивных боеприпасах эквивалентны пентолиту 50/50). В настоящее время тетрил имеет второстепенное значение и в большинстве стран снят с промышленного производства (напр., в США), вместо него используют более мощные ТЭН (Пентаэритриттетранитрат) и особенно гексоген.

Ссылки

http://chemistry-chemists.com/N2_2013/P1/pirosprawka2012.pdf http://pirochem.net/index.php?id1=3&category=azgotov-prim-vv&author=shtetbaher-a&book=1936 https://exploders.info/sprawka/63.html http://pirochem.net/index.php?id1=3&category=chemvvisost&author=hmelnickiy-li&book=19622

Примечания

Литература

Волков И. Подрывные средства при устройстве заграждений. — Москва: Государственное военное издательство, 1933.

Категория:Ароматические нитросоединения Категория:Взрывчатые химические соединения