Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения высокодисперсного нитрогуанидина

Предлагаемое изобретение относится к технологии получения взрывчатых веществ и компонентов ТРТ.

В настоящее время нитрогуанидин применяется в качестве компонента ТРТ и баллиститных порохов.

Широкое использование нитрогуанидина как взрывчатого вещества сдерживается из-за его склонности к перепрессовке и малой восприимчивости к детонации. Однако низкая чувствительность нитрогуанидина к механическим воздействиям

(к удару по станд. пробе /Р=10 кг; Н=25 см/ - 0%; к трению по методу КпТИ, )

и достаточно высокая скорость детонации (D=8100 м/сек) позволяют рекомендовать его в качестве компонента мощных взрывчатых составов.

Заводской нитрогуанидин представляет войлокоподобную массу из игольчатых кристаллов различной длины, обладает малой гравиметрической плотностью и плохой прессуемостью. Введение заводского нитрогуанидина в составы представляет определенные трудности. Для составов на основе мощных компонентов (гексоген, октоген, вещества "О" "Н" и т.д.) необходим высокодисперсный нитрогуанидин с повышенной термостойкостью.

Выбор растворителей для кристаллизации нитрогуанидина крайне ограничен. Кристаллизация из воды не позволяет получить нитрогуанидин с размерами кристаллов менее 1-2 мм. К тому же кристаллизация из воды снижает его стойкость. Нитрогуанидин практически не растворим в органических растворителях, за исключением диметилформамида и диметилсульфоксида. Однако стойкость высокодисперсного нитрогуанидина, полученного кристаллизацией из диметилформамида, не достаточна для ряда целей.

Авторами найдено, что высокодисперсный нитрогуанидин с повышенной термостойкостью (порог термостабильности насыпного продукта - 150-160°C) можно получить кристаллизацией из азотной кислоты путем высаживания водой из азотнокислого раствора при контролируемых условиях.

По предложенному способу нитрогуанидин растворяют в концентрированной азотной кислоте (3-4 об.ч. на 1 в.ч.) при температуре 10-20°C и полученный раствор выливают в воду. Температура при разбавлении на операции высаживания нитрогуанидина не более 15°C. Степень дисперсности (удельная поверхность по прибору ПСХ-4 11000÷18000 см²/г) можно регулировать модулем растворения (об.ч. воды/об.ч. азотной кислоты) /табл. 1/.

Метод безопасен, т.к. азотнокислый раствор нитрогуанидина взрывчатыми свойствами не обладает. Чувствительность его к удару по ГОСТ 4546-45 - 0%

Раствор не детонирует от ЭД - 8Ж.

Полученный по этому способу нитрогуанидин обладает следующими характеристиками:

Температура плавления, °С 232 Кислотность (в пересчете на HNO3), % не >0,05 Уд. поверхность, см2/г 11000÷18000 Плотность прессования (при 2500 кг/см2), г/см3 1,71 Порог термостабильности (потеря в весе 2% за 6 ч), °C   для насыпного 150-160 прессованного 180 Чувствительность к трению по методу КпТИ,   нижний предел верхний предел

Высокодисперсный нитрогуанидин, полученный высаживанием из азотнокислого раствора, может быть применен в качестве компонента взрывчатых составов и составов ТРТ с повышенной термической стабильностью.

Пример

В аппарат заливают концентрированную азотную кислоту в количестве 3,9 об.ч. на 1 в.ч. нитрогуанидина. Охлаждают до +5 ÷ +10°C и через люк загружают нитрогуанидин при температуре 10÷20°C. По окончании загрузки дают 10-15-минутную выдержку. Затем раствор под вакуумом 160-250 мм рт.ст. передавливают в аппарат-разбавитель, в который предварительно заливают воду в количестве 15-16 об.ч. на 1 в.ч. нитрогуанидина. Температура в аппарате во время высаживания не должна превышать 15°C. Время дозировки азотнокислого раствора определяется температурой при высаживании. По окончании дозировки суспензию выдерживают в течение 15-ти минут и сливают на вакуум-воронку. Отжатый от отработанной кислоты нитрогуанидин промывают водой до pH промывной воды 6. Полученный высокодисперсный нитрогуанидин либо отправляют на сушку, либо хранят во влажном состоянии до приготовления составов. Хранение влажного нитрогуанидина не сказывается на дисперсности продукта.

Описанная методика получения высокодисперсного проверена в полузаводских условиях при наработке опытной партии.