Синтез перспективных инициирующих взрывчатых веществ, определение рабочих характеристик, острой токсичности

УДК547-304.1, 547-304.4

Р. М. Хусаинов, Р. З. Гильманов, А. М. Килина, О. В. Трухан, Р. Г. Каримова

СИНТЕЗ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИНИЦИИРУЮЩИХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ,

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК, ОСТРОЙ ТОКСИЧНОСТИ

Ключевые слова: инициирующее взрывчатое вещество, острая токсичность.

Разработаны методики получения экологически безопасных инициирующих взрывчатых веществ калиевой соли 4,6-динитробензофуроксана и 2-диазо-4,6-динитрофенола. Изучены рабочие характеристики синтезированных веществ. Определено, что по скорости истечения калиевая соль 4,6-динитробензофуроксана находится на уровне бризантного взрывчатого вещества ТЭН. Определена острая токсичность калиевой соли 4,6-динитробензофуроксана и сточных вод синтеза калиевой соли 4,6-динитробензофуроксана.

^y words: initial detonating agent, acute toxicity.

Developed a method of environmentally friendly initiating explosive potassium salt of 4,6-dinitrobenzofuroxane and 2-diazo-4, 6-dinitrophenol. the operating characteristics of the synthesized compounds has been studied. It is determined that the velocity of the potassium salt of 4,6-dinitrobenzofuroxane is at brisant explosive ten. Defined acute toxicity of 4,6-dinitrobenzofuroxane potassium salts and wastewater of the potassium salt of 4,6-dinitrobenzofuroxane synthesis has been identified.

Все большее внимание специалистами уделяется синтезу экологически безопасных инициирующих взрывчатых веществ [1, 2]. В качестве новых ИВВ для замены ТНРС в известные капсюльные составы вводят калиевую соль 4,6-динитробензофуроксана (КДНБФ) и 2-диазо-4,6-динитрофенол (ДДНФ).

Нами отработаны методики получения калиевой соли 4,6-динитробензофуроксана, 2-диазо-4,6-динитрофенола и изучены их физические, химические и взрывчатые свойства. Полученные кристаллы калиевой соли 4,6-динитробензофуроксана технологичны, обладают хорошей сыпучестью, синтезы обладают хорошей воспроизводимостью (рис. 1).

Рис. 1 - Калиевая соль 4,6-динитробензофуроксана. Увеличение в 56 раз. Цена деления 20 мкм. Гравиметрическая плотность 0,70-0,75 г/см3

На рисунке 2 показаны кристаллы калиевой соли 4,6-динитробензофуроксана с гравиметрической плотностью 0,20-0,25 г/см3.

Взрывчатые характеристики синтезированных инициирующих взрывчатых веществ (ИВВ) представлены в таблице 1.

Изучение сыпучести полученных веществ с разной гравиметрической плотностью проводилось по ГОСТ В 22321-76 при истечении через воронку 10 г. ИВВ. Сыпучесть калиевой соли 4,6-динитробензофуроксана и 2-диазо-4,6-

динитрофенола сравнивалась с сыпучестью бри-

зантного взрывчатого вещества - ТЭН, скорость истечения которого равна 3,88 г/с по ГОСТ В 2232176. Результаты представлены в таблице 2.

Рис. 2 - Калиевая соль 4,6-динитробензофуроксана. Увеличение в 56 раз. Цена деления 20 мкм. Гравиметрическая плотность 0,20-0,25 г/см3

Таблица 1 - Взрывчатые характеристики калиевой соли 4,6-динитробензофуроксана, 2-диазо-4,6-динитрофенола

ИВВ Т L всп.; 0С (5 сек.) Чувствит. к удару на копре К-44-I, см тгруза=200г, Шнав=0,02г, Б=1,2мм Чув-ствит. к трению на копре Чувст-вит. к лучу огня (нижн. пред.), см, 100%

К-44-III, МПа/ см2

В.П. Н.П. срабатываний

КДНБФ 215 4,0 2,0 12,1 10-12

ДДНФ 180 - Менее 28 72,6 5

Из таблицы 2 видно, что калиевая соль 4,6-динитробензофуроксана с гравиметрической плотностью 0,75 г/см3 имеет хорошую сыпучесть (до 4,55г/с), которая превышает сыпучесть (3,88г/с) штатного бризантного взрывчатого вещества - ТЭН.

Таблица 2 - Зависимость сыпучести калиевой соли 4,6-динитробензофуроксана и 2-диазо-4,6-динитрофенола от гравиметрической плотности

Гравиметрическая плотность КДНБФ, г/см3. Время ссыпки 10г КДНБФ, секунда Сыпучесть, г/с.

0,70-0,75 2,3-2,2 4,35-4,55

0,20-0,25 4,4-4,0 1,46-1,81

Гравиметрическая плотность ДДНФ, г/см3. Время ссыпки 10г ДДНФ, секунда Сыпучесть, г/с.

0,61 3,4 (зависло 15-20% ДДНФ) 2,94

0,59 3,7 (зависло 15-20% ДДНФ) 2,71

Однако, 2-диазо-4,6-динитрофенол обладает неудовлетворительной сыпучестью (до 20 % ИВВ зависает в воронке) при достаточно высокой гравиметрической плотности. Возможно, существенную роль в электризации 2-диазо-4,6-динитрофенола играет среда проведения синтеза ИВВ.

При производстве ИВВ огромную роль играет процесс утилизации сточных вод и некондиционного продукта. В литературе [3] отмечается, что взаимодействие бензофуроксанов с щелочными растворами приводит к раскрытию фуроксанового цикла. В результате проведенных работ разработана методика разложения калиевой соли 4,6-динитробензофуроксана и сточных вод ее производства до невзрывчатых и малотоксичных соединений. Анализ литературы показал, что исследования по определению класса токсичности калиевой соли 4,6-динитробензофуроксана и ее сточных вод не проводились.

Совместно с кафедрой физиологии ФГБОУ ВПО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины им. Н.Э.Баумана» проведены ис-

следования по изучению острой токсичности калиевой соли 4,6-динитробензофуроксана и сточных вод синтеза калиевой соли 4,6-динитробензофуроксана.

Острую токсичность изучали на белых беспородных крысах живой массой 200-250 г. Соединение или сточные воды вводили однократно в различных дозах внутрижелудочно. За подопытными животными и контрольными группами вели ежедневное наблюдение в течение 10 суток после введения препарата или исследуемого раствора, учитывая количество павших и выживших животных, клиническую картину интоксикации, время их гибели с момента введения.

Расчеты параметров острой токсичности проводили по методу Миллера и Тейнера [4].

В результате проведенных исследований установлено, что ЛД50 калиевой соли 4,6-динитробензофуроксана составляет 1760±70 мг/кг, ЛД16 - 1520 мг/кг, ЛД84 - 1940мг/кг; МПД (максимальная переносимая доза) сточных вод синтеза калиевой соли 4,6-динитробензофуроксана составляет 12 мл/кг. Согласно ГОСТ 12.1.007-76, калиевая соль 4,6-динитробензофуроксана относится к веществам III класса токсичности.

Литература

1. Р.З. Гильманов, И.Ф. Фаляхов, Т.Б. Гильманова, Ф.Г. Хайрутдинов Разработка экологически безопасных инициирующих веществ // Вестник Казанского технологического университета. 2012, С. 55-56.

2. Р.З. Гильманов, И.Ф. Фаляхов, Т.Б. Гильманова, Ф.Г. Хайрутдинов Новые экологически безопасные инициирующие вещества для народного хозяйства // Вестник Казанского технологического университета. 2012, С. 59-60.

3. W.P. Norris, A.J. Spear, R.W. Read Austral. J. Chem., 1983, vol. 36, P297-309

4. М.Л. Беленький Элементы количественной оценки фармакологического эффекта, ак.наук Латв.ССР, Рига, 1959, 113с.

© Р. М. Хусаинов - к.х.н., доцент каф. ОХЗ КНИТУ, r_khusainov@mail.ru; Р. З. Гильманов - д.х.н., проф., зав. каф. ХТО-СА КНИТУ А. М. Килина - нач. ЦЗЛ ОАО «НМЗ «Искра»; О. В. Трухан - вед. инженер-технолог ОАО «НМЗ «Искра»; Р. Г. Каримова - к.б..н., доцент кафедры физиологии КГАВМ им. Н.Э.Баумана.