2.3.2 Полиморфные модификации гнив

При нормальных условиях существует четыре стабильные полиморфные модификации ГНИВ: α, β, γ и ε. Это явление обусловлено пространственной ориентацией нитрогрупп относительно пяти- и шестичленных колец каркаса, различием упаковки, а также определяется количеством молекул, входящих в кристаллическую ячейку (таблица 2.3).

Таблица 2.3 – Свойства полиморфных модификаций ГНИВ

Полиморф. свойства	α (α-гидрат)	γ	β	ε
Число молекул в ячейке	8	4	4	4
Тип заполнения ячейки	орторомбическая	моноклинная	ортором-бическая	моноклинная
Внешний вид кристалла	призмы	пластины	иголки	призмы
Температура и характер плавления, ^оС	260разл (260разл)	230γ→δ 260разл	185β→γ 230γ→δ 260разл	260разл
Плотность, г/см^3	1,961 (2,001)	1,916	1,985	2,04

α-полиморф может существовать в виде гидрата, при этом достигается оптимальная упаковка в кристаллической ячейке и плотность вещества повышается.

ε-Полиморф обладает самой высокой плотностью и термической стабильностью. Получают ε-полиморф, как правило, с использованием двух групп методов кристаллизации: осадительных и испарительных.

Сущность осадительных методов заключается в том, что к раствору предварительно подготовленного гексанитрогексаазаизовюрцитана в подходящем растворителе покапельно вносят осадитель и затравку, вызывая осаждение ε-полиморфа.

Принцип испарительной технологии кристаллизации – постепенная отгонка растворителя из системы «ГНИВ-растворитель-осадитель», что способствует концентрированию и выпадению ε-полиморфа в осадок.

Таблица 2.4 – Растворимость ГНИВ при температуре 25 ^оС

Растворитель	Растворимость г/100 г растворителя
Ацетон	64,6
Этиленгликоль	1,3
Хлористый метилен	0,03
Этиалцетат	45,0
Эфир	0,63
Вода	0,005

Эти данные свидетельствуют о хорошей растворимости в карбонилсодержащих веществах.

ГНИВ является наиболее мощным взрывчатым веществом.

Испытания составов с ГНИВ показали, что их мощность в среднем на 14 % выше, чем у аналогичных составов с октогеном. Кроме того, ГНИВ превосходит гексанитробензол в тестах ускорения метаемых пластин. Плотность энергии ГНИВ на 8 % выше, чем у октогена.

Литература к разделу 2

1. Belstein, P.K. Handbuch der organischen Chemie / Р.К. Belstein – 1937. – 26 – S. 443.

2. Уокер, Дж.Ф. Формальдегид / Дж.Ф. Уокер; перевод с англ. – М.: – Госхимиздат. – 1957.

3. Орлова, Е.Ю. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ / Е.Ю. Орлова. – Л: Химия. – 1973.

4. Nielsen, A.T. US Pat. 5693794; Chem. Abstr. – V. 128 – 36971 (1988).

5. Ramakishnan, V.T. 4,10-динитро-2,4,10,12-тетраокса-4,10-диаза-тетрацикло[5,5,0,0^5,9,0^3,11]додекан / V.T.Ramarishnan, M. Vedechalam, I.N. Bayer // Heterocycles – 1990 – V. 31 – P. 479-480.

6. Nielsen, A.T. Cинтез 2,4,6,8,10,12- гексабензил-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,0^3,11,0^5,9] додекана из глиоксаля и бензиламина/ А.Т. Nielsen, R.A. Nissan, D.L. Vanderah et al.// J. Org. Chem. – 1990. – V. 55. – P. 1459-1466.

7. Foltz, M.F. Термическая стабильность полиморфов гексанитрогексаазаизовюрцитана / M.F. Foltz, G.L. Coon, F. Garcia, F.L. Nichols // Propellants, Explosives, Pyrotechnics. – 1994. – V. 19. – P. 19-25.

8. Holtz, E. Растворимость СL-20 в индивидуальных материалах / E. Holtz, D. Ornellas, M.F. Foltz, J.F. Clarkson, Propellants, Explosives, Pyrotechnics. – 1994. – V. 19. – P. 206-212.

9. Berind, Stiv. Новые материалы для военных и космических целей // Chem. and Eng. News. – 1994. – V. 72. – № 3. – P. 18-22.

10. Bellamy, A.I. Реакция дебензилирования гексабензилгексаазаизовюрцитана // Tetrahedron. – 1995. – V. 51. – № 16. – P. 4711-4722.

11. Bottaro, I.C. Современные достижения в области взрывчатых веществ и твёрдых ракетных топлив // Chem. and Ind. – 1996. – № 7. – Р. 249-252.

12. Nielsen, A.T. Синтез полициклических нитраминов / A.T. Nielsen, A.P. Chafin, S.L. Christian, et al // Tetrahedron. – 1998. – V. 54. – № 39. – P. 11793-11812.

13. Kodama, T., Tojo M., Ikeda M. Pat. WO 9623792 EP 0753519 A1. Chem. Abstr. – 125. – 275920 (1998).

14. Bescond, Ph., Craindorge H., Mace H. US Pat. 5973149 (1999).

15. Raja, D., Paritosh R.D. US Pat. 6015898; Chem. Abstr. – 131. – 339087 (1999).

16. Сысолятин, С.В. Синтез и свойства полициклических нитраминов / С.В. Сысолятин, А.А. Лобанова, Ю.Т. Черникова // Современные проблемы органической химии: тез. научн. конф., посвященной 70-летию со дня рождения академика В.А. Коптюга. – Новосибирск, 2001. – С. 104.

17. Сысолятин, С.В. Получение и свойства 2,4,6,8,10,12-гексанитро-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,0^3,11,0^5,9]додекана / С.В. Сысолятин

[и др.] // Энергетические конденсированные системы: материалы Всероссийской конференции. – Черноголовка, 2002. – С. 17.

18. Шеин, Н.В. Спектры и свойства некоторых полициклических нитраминов / Н.В. Шеин, С.В. Сысолятин // Энергетические конденсированные системы: материалы Всероссийской конференции. – Черноголовка, 2002. – С. 102-103.

19. Пат. 2199540 Российской Федерации / Сысолятин С.В., Лобанова А.А., Черникова Ю.Т.; Бюл. № 6 (2003).

20. Черникова, Ю.Т. Нитролиз диформилтетраацетилгексаазаизовюрцитана / Ю.Т. Черникова [и др.] // тез. докл. XVII менделеевского съезда по общей и прикладной химии. – Казань, 2003. – С. 338.

22. Наир, У.Р. Гексанитрогексаазаизовюрцитан (СL-20) и составы на его основе (обзор) / У.Р. Наир [и др.] // Физика горения и взрыва. – 2005. – Т.41. – №2. – С. 3-16.

23. Сысолятин, С.В. Методы синтеза и свойства гексанитрогексаазаизовюрцитана / С.В. Сысолятин [и др.] // Успехи химии. – 2005. – Т.74. – №8. – С. 830-838.