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3,3'-二氨基-2,2',4,4',6,6'-六硝基聯苯

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3,3'-二氨基-2,2',4,4',6,6'-六硝基联苯
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3,3'-二氨基-2,2',4,4',6,6'-六硝基聯苯(代號:DIPAM)是一種聯苯型耐熱炸藥,可用於裝填導爆索和切割索,是美軍的許用傳爆藥之一,目前關於該藥的信息主要來自美國海軍部下屬機構的早期實驗。

事实速览 3,3'-二氨基-2,2',4,4',6,6'-六硝基聯苯, 識別 ...
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物理性質

DIPAM晶體屬單斜晶系,β=95°3'。通過丙酮-乙醇溶劑體系重結晶製得的DIPAM粒徑一般為10至30微米,散裝密度[註 1]為0.26至0.5g/ml,加速濃縮可進一步降低粒徑和散裝密度,但會造成產品流散性下降,進而導致小口徑容器裝填困難並引發揚塵問題[4]

DIPAM在丙酮、四氫呋喃1,4-二噁烷硝基苯二甲基甲酰胺中的溶解度依次遞增。使用上述溶劑重結晶得到的產品一般為細針狀或薄片狀結晶,產率較低且真空安定性存在缺陷。使用四氫呋喃與甲苯四氯化碳二甲苯或硝基苯組成二元體系,或是採用丙酮-乙酸、丙酮-四氯化碳、二噁烷-甲苯、二噁烷-二甲苯二元體系進行重結晶操作則能得到較大的柱狀結晶,散裝密度可達0.77g/ml[4]

DIPAM熱穩定性能較好,其在210°C環境下放置48小時無失重,在290°C環境下依然能夠較穩定工作[3]。相較於TATBHNS等常用耐熱炸藥,DIPAM在較高溫度下表現出特殊性質,其熱穩定性能在藥塊體積較小或封閉環境下表現更佳,但該特性的成因尚無定論[5]

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製備工藝

DIPAM可通過多種方法製得,但每種方法均存在一定缺陷[6][7]

第一種方法以間溴甲苯為原料,經硝硫混酸處理以在苯環上取代上三個硝基,該步驟產率約為86%。隨後加入活性粉進行烏爾曼反應形成聯苯結構,經重結晶處理後產率約為77%。在提純後的產物中加入重鉻酸鈉硫酸硝酸,可使苯環上的甲基轉化為羥基,產率約為75%。再將產物與吡啶及過量三氯氧磷反應,以88%收率獲得二氯六硝基聯苯,最終在10°C下加入乙醇溶液反應,經丙酮-乙醇溶劑重結晶,即可製得DIPAM,全流程產率約為39.4%[6][7]

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第二種方法以3-溴苯胺俄語3-броманилин為原料,與氯甲酸甲酯碳酸鈉反應以將酯基結構引入氨基,產率約為82%。隨後通入硝硫混酸引入硝基,再在150°C下加入活性銅粉發生烏爾曼反應得到聯苯結構,最終加入硫酸水解得到DIPAM。該方法在烏爾曼反應步驟存在缺陷,容易發生副反應並生成大量其他物質[7]

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第三種方法以3-氨基苯甲醚英語m-Anisidine為原料,經桑德邁爾反應得到3-溴苯甲醚維基數據Q27269080,產率約為75%。隨後加入硝硫混酸以引入3個硝基,產率約為74%,如進行重結晶則產率上升至88%。之後再進行烏爾曼反應及氨化操作即可得到DIPAM,兩步產率分別為78%和91%。相較於其他2種方法,該流程產率較高且產品純淨,是DIPAM的主流製備方法[7]

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爆炸性能

DIPAM的氧平衡為-52.84%,屬負氧平衡炸藥[註 2]。其爆熱為5900kJ/kg,爆壓24.2GPa,密度1.79g/cm3時爆速7490m/s[1][2]

應用

DIPAM曾用於裝填F-15戰鬥機F-111戰鬥轟炸機所用逃生部件的導爆索,在後續測試中,該藥表現出良好的熱穩定性和長貯安定性[註 3],被認為可適當增加服役期限和儲存壽命[8]。此外,在50小時高溫環境測試中,裝填DIPAM的導爆索耐熱性能明顯優於裝填HNS的導爆索[9]

注釋

參考文獻

參考書籍

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