Пентаэритриттетранитрат, модифицированный углеродными нанотрубками, и способ его получения

Изобретение относится к взрывчатым веществам, которые могут использоваться для изготовления детонирующих шнуров, капсюлей-воспламенителей и средств инициирования для горнорудной промышленности. В способе получения пентаэритриттетранитрата, модифицированного углеродными нанотрубками, модификация проводится во время перекристаллизации введением в раствор пентаэритриттетранитрата в ацетоне, нагретый до температуры от 40 до 60°С, водной суспензии углеродных нанотрубок в реакционную смесь из расчета от 0,005% до 0,1% от массы пентаэритриттетранитрата. Общий объем вводимой водной суспензии составляет не менее двух объемов раствора пентаэритриттетранитрата в ацетоне. Обеспечивается снижение удельного объемного электрического сопротивления пентаэритриттетранитрата до величин от 1,0 Ом⋅м до 5,0⋅104 Ом⋅м. 2 н.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области производства взрывчатых веществ и изделий на их основе, а именно к производству бризантных взрывчатых веществ, используемых при создании средств инициирования, в частности к модифицированному углеродными наноматериалами пентаэритриттетранитрату (ТЭНу).

Продукт, полученный предложенным способом, в виде отдельных мелких кристаллов с включениями углеродных наноматериалов с наличием электрической проводимости (удельное объемное электрическое сопротивление от 1,0 Ом⋅м до 5,0⋅104 Ом⋅м) может быть использован при изготовлении средств инициирования и передачи детонации, применяемых в горнорудной промышленности. Включение углеродных наноматериалов в состав взрывчатых веществ обеспечивает достижение электропроводности и электростатической диссипации (антистатической).

При изготовлении капсюлей-воспламенителей и средств инициирования для горнорудной промышленности в производстве широко применяется такое взрывчатое вещество как пентаэритриттетранитрат (ТЭН). Существующие технологии отработаны на получение такого продукта, обеспечивающего технические требования при изготовлении средств инициирования [Орлова Е.Ю. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ. Л., «Химия», - 1973, - С. 636-644].

Основным недостатком получаемого пентаэритриттетранитрата известными способами является отсутствие электропроводимости, удельное объемное электрическое сопротивление превышает 1⋅108 Ом⋅м, что не позволяет происходить электростатической диссипации и делает технологические операции с использованием пентаэритриттетранитрата особо опасными.

Открытие углеродных нанотрубок произошло относительно недавно и по этой причине их применение в настоящее время ограничено лишь определенными отраслями и направлениями, в частности: микроэлектроника, капиллярные, оптические применения, медицина, генераторы энергии и двигатели, источники тока.

В настоящее время на практике углеродные нанотрубки практически не применяются в производстве взрывчатых веществ, используемых для изготовления капсюлей-воспламенителей и средств инициирования для горнорудной промышленности.

Задачей настоящего изобретения является разработка простого способа модифицирования пентаэритриттетранитрата углеродными нанотрубками для повышения электропроводности.

Преимуществами предлагаемого решения является:

- использование материалов, сырья, применяемых в валовом производстве;

- применение легко поддерживаемых в производственных условиях режимов перекристаллизации, обеспечивающих качество получаемого продукта.

Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение удельного объемного электрического сопротивления пентаэритриттетранитрата до величин от 1,0 Ом⋅м до 5,0⋅104 Ом⋅м.

Технический результат достигается за счет модификации пентаэритриттетранитрата углеродными нанотрубками. Модификация проводится введением нанотрубок в виде суспензии в реакционную смесь в момент перекристаллизации пентаэритриттетранитрата. За счет введения углеродных нанотрубок в момент перекристаллизации, нанотрубки распределяются по кристаллам пентаэритриттетранитрата равномерно.

В раствор пентаэритриттетранитрата в ацетоне, нагретый до температуры от 40 до 60°С, вводят водную суспензию углеродных нанотрубок. Общий объем вводимой водной суспензии составляет не менее двух объемов раствора пентаэритриттетранитрата в ацетоне.

Согласно заявляемому изобретению концентрация углеродных нанотрубок может составлять от 0,005% до 0,1% от массы пентаэритриттетранитрата.

Осуществление изобретения

Примером достижения заявляемой цели являются проведенные в лабораторных условиях перекристаллизации с различным содержанием УНТ. Перекристаллизации проводили следующим образом. Предварительно пентаэритриттетранитрат был растворен в ацетоне при нагреве до 50°С. Высадка пентаэритриттетранитрата из раствора проводилась с помощью воды с добавлением суспензии УНТ. Количество введенного УНТ рассчитывалось по массе растворенного пентаэритриттетранитрата. Соотношение объема добавляемой воды к объему реакционной смеси составляло не менее 2:1. Всего было проведено четыре перекристаллизаций в ходе которых был получен пентаэритриттетранитрат с содержанием УНТ 0,005%; 0,01%; 0,05% и 0,1%.

Полученные во время перекристаллизации одиночные кристаллы имели округлую форму, размеры кристалла - от 200 до 600 мкм, гравиметрическая плотность - 0,9 г/см3. Цвет кристалла - серый, в отличие от немодифицированного пентаэритриттетранитрата, у которого цвет белый. При осмотре в микроскоп было установлено, что нанотрубки равномерно распределены внутри кристаллов пентаэритриттетранитрата. Удельное объемное электрическое сопротивление полученного пентаэритриттетранитрата составило от 1,0 Ом⋅м до 5,0⋅104 Ом⋅м.

1. Способ получения пентаэритриттетранитрата, модифицированного углеродными нанотрубками, заключающийся в том, что модификация проводится во время перекристаллизации введением в раствор пентаэритриттетранитрата в ацетоне, нагретый до температуры от 40 до 60°С, водной суспензии углеродных нанотрубок в реакционную смесь из расчета от 0,005% до 0,1% от массы пентаэритриттетранитрата, общий объем вводимой водной суспензии составляет не менее двух объемов раствора пентаэритриттетранитрата в ацетоне.

2. Пентаэритриттетранитрат, модифицированный углеродными нанотрубками, содержащий их по массе от 0,005% до 0,1% от массы пентаэритриттетранитрата, полученный способом по п. 1.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области производства взрывчатых веществ и изделий на их основе, а именно к производству бризантных взрывчатых веществ, используемых при создании средств инициирования, в частности к модифицированному углеродными наноматериалами октогену. Продукт может быть использован при изготовлении ударно-волновых трубок неэлектрических систем инициирования, термостойких детонирующих шнуров, термостойких детонаторов, а также в других средствах инициирования и передачи детонации, предназначенных для применения в прострелочно-взрывной аппаратуре в глубоких скважинах, зарядах для перфораторов и взрывной аппаратуры.

Изобретение относится к способам получения взрывчатых веществ (ВВ), в частности к способам получения перхлората (5-нитротетразолато-N2)пентаамминкобальта(III) [Co(NH3)5 O2N-CN4](ClO4)2 (НКТ) ,который может быть использован при производстве средств инициирования повышенной безопасности с различным типом задействования для применения в горнорудной и угледобывающей промышленности, в нефтедобыче при перфорации скважин, в строительстве и спецтехнике.

Изобретение относится к новому соединению - 3-(3-нитропиразол-5-ил)-4-нитрофуразану формулы Также предложен способ получения 3-(3-нитропиразол-5-ил)-4-нитрофуразана. Предложенное соединение является плавким термостойким взрывчатым веществом и может найти применение во взрывчатых составах, изготавливаемых методом литья, а также как компонент твердых ракетных топлив и энергоемких составов различного назначения, эксплуатируемых при повышенных температурах.
Группа изобретений относится к взрывчатым веществам, которые могут использоваться для изготовления капсюлей-воспламенителей и средств инициирования для горнорудной промышленности. Для получения тринитрорезорцината свинца, модифицированного углеродными нанотрубками, содержащего их по массе от 0,01% до 0,1% от массы тринитрорезорцината свинца, во время синтеза в раствор стифната магния вводят суспензию углеродных нанотрубок из расчета от 0,01% до 0,1% от массы тринитрорезорцината свинца.

Группа изобретений принадлежит к области энергетических соединений, и в частности относится к вариантам соединений, имеющих кристаллическую структуру типа перовскита ABX3, которые могут использоваться как энергетический материал. Компонент А в соединении по первому варианту реализации представляет собой, по меньшей мере, один двухвалентный катион азотсодержащего органического соединения; компонент В в соединении представляет собой NH4+; компонент X в соединении представляет собой, по меньшей мере, один одновалентный анион, выбранный из ClO4-, BrO4-, IO4-, ONC-, NO3- и N(NO2)2-.

Изобретение относится к производству инициирующих взрывчатых веществ, в частности к способу получения диазодинитрофенола, который может быть использован в экологически чистых ударно-воспламенительных составах капсюлей-воспламенителей для стрелкового оружия. Способ получения диазодинитрофенола заключается в диазотировании суспензии пикраминовой и уксусной кислот с регулятором кристаллизации, представляющим собой водный раствор глицерина с добавкой сульфанола, путем равномерного дозирования раствора нитрита натрия при умеренном перемешивании.

Изобретение относится к области энергетических соединений, и в частности относится к использованию соединения, имеющего кристаллическую структуру типа перовскита АВХ3, как энергетического материала. Структурные характеристики соединения, такие как попеременно расположенные окислительные анионы и восстановительные органические катионы в пространстве, наделяют соединение высокой эффективностью мгновенного высвобождения энергии при детонации.

Изобретение относится к 7-нитро-3-(нитро-NNO-азокси)[1,2,4]триазоло[5,1-с][1,2,4]триазин-4-амину формулы (I) и к способу его получения. Техническим результатом настоящего изобретения является создание соединения формулы I, которое превосходит по взрывчатым характеристикам такие штатные взрывчатые вещества, как гексоген (RDX) и тротил (ТНТ), а также имеет более высокие энергетические характеристики, чем "родственные" энергоемкие соединения, содержащие [1,2,4]триазоло[5,1-с][1,2,4]-триазиновую систему.

Изобретение относится к технологии взрывчатых веществ, а именно к способу получения калиевой соли 1,1-динитро-1-(4-нитро-3-(1H-тетразол-1-ил)-1H-пиразол-1-ил)метана (2), которая может быть использована в качестве компонента энергоемких инициирующих и воспламенительных композиций, не содержащего в своем составе тяжелых металлов.

Изобретение относится к дигидрату додекагидро-клозо-додекабората 5-аминотетразол никеля состава [Ni(CH3N5)]B12H12⋅2H2O. Также предложен способ его получения.
Изобретение относится к области производства взрывчатых веществ и изделий на их основе, а именно к производству бризантных взрывчатых веществ, используемых при создании средств инициирования, в частности к модифицированному углеродными наноматериалами октогену. Продукт может быть использован при изготовлении ударно-волновых трубок неэлектрических систем инициирования, термостойких детонирующих шнуров, термостойких детонаторов, а также в других средствах инициирования и передачи детонации, предназначенных для применения в прострелочно-взрывной аппаратуре в глубоких скважинах, зарядах для перфораторов и взрывной аппаратуры.
Наверх