Нитроскроб
Нитроскроб или Х експлозив, познат и као Скробни нитрат је уобичајено име секундарног експлозива [1] сличног нитроцелулози. Слично као и скроб, састоји се од две компоненте, нитроване амилозе и нитрованог амилопектина. Нитрирани амилопектин генерално има већу растворљивост од амилозе; међутим, мање је стабилан од нитроване амилозе. [2]
Нитроскроб је деструктивно експлозивно једињење које гори под дејством пламена, али експлодира под дејством ударног таласа, то је секундарни експлозив сличан нитроцелулози, произведен нитрацијом скроба мешавином сумпорне киселине и азотне киселине ("сулфонитрична" смеша).
Растворљивост, брзина детонације и осетљивост на удар у великој мери зависе од нивоа нитрирања. [2]
Због сличности између скроба и целулозе, укључена хемијска реакција прати исту основну једначину за производњу нитроцелулозе:
- 2 ХНО3 + C6Х10О5 → C6Х8(НО2)2О5 + 2 Х2О
Историја
Нитроскроб је 1883. године први открио француски хемичар и фармацеут Анри Браконо. [3]
То је резултат нитрирања скроба раствором концентроване сумпорне киселине и концентроване азотне киселине.
Често је коришћен у Првом светском рату као пунило у ручним бомбама. [4]
Производња
У Сједињеним Државама је производња нитроскроба почела око 1900. године, али је тек развој метода за стабилизацију материјала 1903. омогућио његову ширу употребу. Експлозиви на бази нитроскроба били су у великој мери коришћени током изградње Панамског канала. [5] Током Првог светског рата, САД су, осећајући недостатак ароматичних нитро једињења, развиле масовну производњу нитроскробова: просечна месечна производња у периоду од јуна 1917. до новембра 1918. износила је 2.250 т (4.960.000 лб) и била је нешто мања од производње ТНТ-а (2.450 т (5.400.000 лб) месечно). Овај материјал је коришћен за производњу ручних бомби (1,75 милиона комада месечно) и рововских граната (160.000 комада месечно). [5] Још увек се користи за цивилне апликације у САД. [6]
Нитроскоб се добија мешавином скробних нитрата (скроб естри и азотна киселина) са променљивим бројем везаних −ОНО2 група (у зависности од степена естерификације). Користи се као замена за експлозив.
Добија се естерификацијом скроба са азотном киселином или смешом за нитрирање; интермедијер се испере хладном водом и осуши на 35—40 °Ц (95—104 °Ф; 308—313 К). Производ је бледо жути прах. Његова тачка паљења је 183 °Ц (361 °Ф; 456 К). Својства нитроскроба су слична нитроцелулози, али је тежи за производњу, мање стабилан и хигроскопнији, па није нашао широку примену ван САД. [6] У зависности од степена естерификације, нитроскроб се потпуно раствара у смеши етанола и етра (8,0-12,8% азота), у етанолу (10,0-11,5% азота) и у ацетону (изнад 6,4% азота). При осталим садржајима азота, нитроскроб се делимично раствара. [7]
Синтеза
Нитроскроб се добија растварањем скроба у црвеној димећој азотној киселини. Затим се исталожи додавањем раствора у концентровану сумпорну киселину. [2]
- <цхем>Ц6Х12О6 + 4НХО3 <=> 4Ц6Х6Н4О13 + 4Х2О</цхем>
Нитроскроб се може стабилизовати рефлуксовањем у етанолу да би се уклонила преостала азотна киселина. [2]
Карактеристике
Нитроскроб има нешто нижу снагу ударног таласа од ТНТ-а, али моћнији од ТАТП-а.
Његов изглед долази од белог до жућкастог праха (мало сличног РДX-у), али се може пластифицирати као C-4.
Мора бити активиран примарним експлозивом.
Основне карактеристике експлозије за нитроскробове са садржајем азота (Н) од 11,02%:
- Брзина детонације: 3.020 м/с (9.910 фт/с), 13,43% Н - 6.190 м/с (20.310 фт/с);
- Траузл оловни блок тест: односно 11,02% Н - 260 цм³ 13,43% Н - 460 цм³. Што је већи степен естерификације, већа је подложност удару, на пример, висина на којој се 2 кг (4,4 лб) тежине спушта на узорак изазива експлозију, за материјал 13,43% Н до 300 мм и изнад 1.000 мм за 11,02% Н. [8]
- Због негативног баланса кисеоника (за нитроскробове са 12,2% садржаја азота износи -35%). [6] Користи се у мешавини са оксидационим агенсима као што су амонијум нитрат или натријум нитрат. [6]
Експлозивна својства
Експлозивна својства варирају у зависности од степена естерификације. Високо естерификовани нитроскроб показује експлозивна својства упоредива са ТНТ-ом или пикринском киселином; једињење испод 9% азота практично нема карактеристике експлозива. За нитроскроб са садржајем азота (Н) од 11,02%, брзина детонације је 3.020 м/с (9.910 фт/с), за 13,43% Н – 6.190 м/с (20.310 фт/с); бубрење у оловном блоку, односно 11,02% Н – 260 цм³ и 13,43% Н – 460 цм³. Са повећањем степена естерификације повећава се и осетљивост на удар, нпр. висина са које пада тег од 2 кг (4,4 лб) на узорак, то изазива детонацију за материјал од 300 мм са 13,43% Н, а преко 1.000 мм за материјал са 11,02% Н. [8]
Због негативног баланса кисеоника (за нитроскоб са садржајем азота од 12,2% износи -35% [6]) користи се у смешама са оксидантима, као што су амонијум или натријум нитрат. [5]
Референцес
- ↑ Роберт Туркингтон (26 Оцтобер 2009). Цхемицалс Усед фор Иллегал Пурпосес. Јохн Wилеy & Сонс. стр. 295—. ИСБН 978-0-470-18780-7.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 Лиу, Јипинг (2019), „Нитростарцх”, Нитрате Естерс Цхемистрy анд Тецхнологy (на језику: Енглисх), Сингапоре: Спрингер Сингапоре, стр. 581—598, ИСБН 978-981-13-6645-1, дои:10.1007/978-981-13-6647-5_11, Приступљено 2022-02-25
- ↑ Јохн Пицхтел (15 Септембер 2016). Террорисм анд WМДс: Аwаренесс анд Респонсе, Сецонд Едитион. Таyлор & Францис. стр. 207—. ИСБН 978-1-4987-3901-6.
- ↑ Закариа Абдел-рахман Схаласх (1955). Студиес он нитратион оф старцх стабилизатион анд еxплосиве проп...
- ↑ 5,0 5,1 5,2 Урбаńски, Тадеусз; Хацкел, Јулиусз; Кwиаткоwски, Б. (1935). Скробиа, јако суроwиец до фабрyкацји матерјаłów wyбуцхоwyцх (ПДФ). 74. Прзеглąд Тецхницзнy. стр. 3—6.
- ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 Меyер, Рудолф; Јосеф Кохлер, Аxел Хомбург (2003). „Нитростарцх”. Еxплосивес. Wилеy-ВЦХ. стр. 235. ИСБН 3527600515. дои:10.1002/3527600515. ISBN 9783527600519.
- ↑ Urbański, Tadeusz (1955). Chemia i technologia materiałów wybuchowych. Warszawa: Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej. стр. 250.
- ↑ 8,0 8,1 Hackel, Juliusz; Urbański, Tadeusz (1934). Własności wybuchowe azotanów skrobi (PDF). 18. Przemysł Chemiczny. стр. 398—401. Архивирано из оригинала (PDF) на датум 10. 08. 2023. Приступљено 09. 08. 2023.