佔坑。
分類: 奇妙物質世界
高氯酸三碳酰肼合锌(ZnCP)的制取
高氯酸三碳酰肼合锌,常缩写为ZnCP(英文缩写)或者GTX(拼音缩写),化学式为[Zn(H₂NNHCONHNH₂)₃](ClO₄)₂,一般为白色粉末,是一种配位化合物起爆药。事实上,ZnCP火焰感度较低,且DDT时间较长,我更喜欢将其作为扩爆药使用。
以下为高氯酸三碳酰肼合锌(ZnCP)的制取方法:
硝基四唑铜铵(NH4CuNT)的合成
硝基四唑铜铵(NH₄CuNT)属于硝基四唑阴离子配合物起爆药,是一类新型的绿色起爆药。它是由硝基四唑铵和硝酸铜作用所得到的,其化学式为(NH₄)₂[Cu(CN₅O₂)₄(H₂O)₂],相对式量为591.906,硝基四唑阴离子的结构如图所示:点击查看图片
以下是硝基四唑铜铵的部分性质:
一、感度
就机械感度方面来说,NH₄CuNT十分钝感,在某一测试条件下RDX爆炸落高是22cm,PETN是14cm,而NH₄CuNT竟达到了23cm,远远钝感于常用的起爆药。NH₄CuNT的摩擦感度略微逊色,不过也达到了600g,虽然离PETN的5.8kg有点远,但是相比常规起爆药LA的6g来说就是一个天一个地了,更不用说超级敏感的HMTD和TATP,在机械感度方面NH₄CuNT可以说完胜常规起爆药。再来看看静电感度,NH₄CuNT也很钝感,和LA根本没得比。NH₄CuNT的火焰感度较低,干燥时明火接触可以爆轰,但潮湿状态下不能被明火起爆,因此湿态NH₄CuNT能安全地进行运输。二、安定性
NH₄CuNT热安定性较好,在265℃下才分解,据说在250℃下能耐住几个小时。NH4CuNT光安定性也好,和空气中成分不发生反应,在水中也稳定。三、起爆力
现在暂时没有找到NH₄CuNT的详细起爆力数据,但是个人判断NH₄CuNT的起爆力不会低,毕竟四个硝基四唑阴离子的能量不是盖的。并且经过测试米粒大小的NH₄CuNT开放条件下火焰接触直接爆轰,DDT过程较短,和LA类似,不经熔化而直接爆轰分解,完全符合起爆药的常规特性。NH₄CuNT的最大爆速达到了7400m/s,比苦味酸爆速还略高,威力是毋容置疑的。综上,我们完全有理由相信NH₄CuNT的起爆力和LA有一拼,但实际起爆力如何还要等实际测试。四、毒性
NH₄CuNT的毒性较小,不含重金属等有害物质,且爆轰产物主要是Cu、N₂、CO₂、H₂O和少量CO(约3%)、NO₂(约2%),是真正的绿色起爆药,是LA等含铅起爆药和DACP、BNCP等含高氯酸根起爆药不能相比的一点。
硝基四唑铵(NH₄NT)的是合成硝基四唑铜铵的重要含能中间体,其分子式为CH₄O₂N₆,白色晶体。硝基四唑铵在水中溶解度很大,且溶解度随温度变化十分明显。硝基四唑铵也溶于丙酮、无水乙醇等有机溶剂,但在其中的溶解度比在水中的溶解度小。该物质是以5-氨基四氮唑为原料,经过一系列复杂的化学反应生成的,合成时间较长,且其中的部分步骤一旦疏忽将引起爆炸,对合成者的安全构成极大威胁,因此必须做好防护工作。
本文将介绍合成硝基四唑铜铵(NH₄CuNT)的具体方法。
巴克曼法合成环三亚甲基三硝胺(RDX)
赫尔在1925年(Hale,J.Am. Chem. Soc.,47:2754, 1925.)曾发表了一种RDX的制法。在该方法中所使用的原料为浓硝酸及乌洛托品,硝酸的用量为乌洛托品的11倍,反应温度控制在30℃以下,其反应为乌洛托品经硝酸的硝解(nitrolysis)作用后,生成RDX、NH3及甲醛。
德国的兹贝雷(Crater, P1632 in Ind. Eng. Chem.,40:1627,1948.)及加拿大的奚斯勒及罗斯(Schiessler and Ross,U.S.pat.2,434,230,1948(C.A.,42:2292,1948).)发现一种60%产率(根据甲醛)的制法,此法所得RDX含有较多HMX。在此法中,将甲醛及硝酸铵加入乙酸酐中,反应温度控制在70℃。由于此法须用大量乙酸酐及较低收率,故此合成法亦不理想。
巴克曼法是将伍尔维次法和兹贝雷-奚斯勒-罗斯法合并而成,因此巴克曼将此法称为组合法。此法所用原料为乌洛托品、硝酸铵、硝酸及乙酸酐。组合法的反应方程式为:C6H12N4+2NH4NO3+4HNO3+6Ac2O→2(CH2NNO2)3+12HOAc ,下面介绍我用此法合成RDX的过程。
廉价扩爆药PETN的合成
很长时间没有做PETN拿来扩爆了,这都归功于GTN的强大起爆能力,但是,上个月化学吧吧聚放炮时硝基胍拒爆让我意识到扩爆药的重要性,于是打算备点扩爆药。RDX可以作为扩爆药,且效果十分理想,但RDX(直接硝解法)成本太高,想来想去还是PETN最实惠,扩爆能力也一点儿也不逊色与RDX,仅仅是感度略高(小心使用还是安全的),安定性略差而已……
2,4,6-三硝基甲苯(TNT)的合成
三硝基甲苯,英文缩写为TNT,一般指2,4,6-三硝基甲苯。该物质于1863年由TJ·威尔伯兰德在一次失败的实验中发明,但在此后的很多年里一直被认为是由诺贝尔所发明,造成了很大的误解。2,4,6-三硝基甲苯是一种具有较大威力但十分安全的炸药,其撞击感度为14.7N·m。TNT在20世纪初逐渐取代了苦味酸,用于炮弹装药。在第二次世界大战结束前,TNT一直是综合性能最好的炸药,被称为 “炸药之王”。
TNT味苦,有毒,为淡黄色晶体,暴露在空气中且有日照时颜色会逐渐变深而变质,但少量变质并不影响爆炸。TNT在非密闭情况下遇火只会燃烧、冒浓烟,不会爆炸。熔铸成块的TNT抗水性强,可直接用于水下爆破,鳞片状的TNT则要注意防水。
本文将介绍实验室合成2,4,6-三硝基甲苯(TNT)的方法。
K法合成环三亚甲基三硝胺(RDX)
环三亚甲基三硝胺,俗称黑索金,英文缩写为RDX,是一种白色粉末,不溶于水,微溶于乙醚和乙醇,化学性质比较稳定。RDX遇明火、高温、震动、撞击、摩擦易引起燃烧或爆炸。RDX是一种爆炸力极强大的烈性炸药,猛烈程度约为TNT的1.5倍。RDX是环三亚甲基三硝胺,而不是环三次甲基三硝胺,后者虽错误但已广泛流传,笔者对此表示遗憾。
1936年,克诺夫列尔研究了一种黑索金的生产方法,称为K法,该法的产率和原料利用率略大于直接硝解法制RDX,但产率仍不及乙酸酐法高,但因乙酸酐受公安部门严格管制,难以购得,因此K法便十分有用了。
本文将介绍使用K法合成环三亚甲基三硝胺(RDX)的详细步骤。
叠氮二肼合镍(NHA)的制取
叠氮二肼合镍,亦称叠氮肼镍,英文缩写为NHA,化学式为[Ni(N₂H₄)₂](N₃)₂,蓝色至深绿色粉末,常作为起爆药使用。NHA的撞击感度较低,与PETN相比低得多,而摩擦感度却比PETN略高。NHA具有很高的火焰感度,因此它天生就是作为起爆药使用的,而且,它的静电感度很低,在静电能量高达625mJ时仍然不能被起爆。综合考虑,NHA应用前景十分广阔。
本文将介绍一种制取NHA的较好的工艺,用此法制得的NHA流散性极佳,含杂质量极少,非常适合装填雷管。
硝酸四氨碳酸基合钴(Ⅲ)(CTCN)的制取
硝酸四氨碳酸基合钴(Ⅲ),英文缩写为CTCN,是一种洋红色结晶,在干燥空气中容易风化,而在潮湿空气中又会与水结合。CTCN溶于水,微溶于乙醇。CTCN是制取新型起爆药高氯酸·四氨·双叠氮基合钴(Ⅲ)(DACP)的重要原料。
高性能起爆药叠氮化银的制备
叠氮化银,化学式为AgN₃,白色粉末,熔点252℃,沸点297℃,不溶于冷水和碱,难溶于沸水,微溶于氨水,溶于稀硝酸等。对热或撞击敏感。叠氮化银的起爆能力非常强,甚至强于著名的配合物起爆药GTN(二高氯酸三碳酰肼合镍),但略逊于NH₄CuNT(硝基四唑铜铵)。比起其他工艺复杂的高性能起爆药,叠氮化银制作简单,安全系数也较高。但是,因其中含有银元素,制作成本高昂,限制了叠氮化银的发展与使用。
本文将介绍以金属银、硝酸、叠氮化钠为原料制取叠氮化银的方法。