HMTD

HMTD, přesným chemickým názvem hexamethylentriperoxidiamin je bílá jemně krystalická látka používaná pro plnění rozbušek, patří do řady iniciačních třaskavin.

Základní fyzikální a chemické vlastnosti

strukturní vzorec HMTD

Chemicky je HMTD organická peroxosloučenina, obsahující v molekule 3 peroxidové skupiny -O-O-. Vzhledem je to bílý krystalický prášek o hustotě 0,88 g/cm³ , nerozpustný ve vodě a ethanolu. Silně koroduje kovy a nesmí proto s nimi přijít do styku. Stabilita je vyhovující po dobu 12-24 měsíců (podle čistoty a obsahu vlhkosti). Pro dlouhodbější skladování látky se doporučuje přelít HMTD v plastové nádobě vrstvou ethanolu a před použitím látku na vzduchu za laboratorní teploty opět vysušit.

Pyrotechnické vlastnosti a využití

Svými vlastnostmi se HMTD řadí mezi iniciační třaskaviny, iniciační schopnost je několikanásobně vyšší než u třaskavé rtuti. Na volném prostranství (v množství do 5 g) po přiblížení plamene prudce shoří, naopak v uzavřeném prostoru přechází hoření okamžitě v silnou explozi. Při manipulaci s gramovými množstvími je vždy nutné zachovat alespoň 10cm odstup mezi prsty a HMTD. Manipulace s množstvími nad přibližně 3 g vyžaduje větší odstup a je extrémně nebezpečná! HMTD je velmi ctilivé na tření a může explodovat i při přesypávání na papíře, popř. v důsledku výboje statické elektřiny mezi prsty a HMTD!

Jako výbušnina vykazuje tyto základní vlastnosti:

Energie výbuchu: 5 820 kJ/kg

Detonační rychlost: 3000 m/s (při běžných sypných hustotách) - 5 100 m/s (při maximálním možném slisování)

Objem spalných plynů: 1 097 l/kg

Teplota exploze: 2 370 °C

Teplota vzbuchu: 200 °C

Pravděpodobně právě tato látka má spolu s peroxidy acetonu na svědomí největší počet úrazů „mladých chemiků“ Zdrojem těchto úrazů je vystavení HMTD tření, statické elektřině, zvýšené teplotě (nad 50°C) nebo plameni. Typickým příkladem nehody je exploze HMTD zachyceného v závitu nádoby při manipulaci s víčkem, popř. v důsledku rozdílné tepelné expanze víčka a nádoby při změně teploty. Proto se nesmí takové nádoby používat. Ideální je krátkodobé skladování množství menšího než jeden gram v papírových vaničkách (s připevněnými úchyty) překrytých bavlněnou tkaninou. Takto skladované HMTD musí být mimo dosah jiných hořlavých materiálů pro nebezpečí vzniku požáru! Dalším zdrojem explozí jsou výboje statické elektřiny, zvláště v období kolem konce roku, kdy amatéři připravují a manipulují s HMTD v suchém vzduchu (nižší než 60-70% relativní vlhkost vzduchu). Proto je nutné se tomuto vyvarovat. Obecně je nutno vždy mít několik centimetrů (5-10 cm, popř. více pro množství nad 1 g) vzdálenosti mezi HMTD a prsty, čehož lze dosáhnout mimo jiné používánim špejlí, dlouhých dutinek a mozku. Jiným zdrojem nehod je sušení na přímém slunečním (UV) světlu, kde může dojít ke samovolné detonaci. Dalším typem nehody je ulpění krystalků na povrchu zápalnice, kdy dojde k přenosu detonace do nálože, netěsnost kolem nálože a konce zápalnice. Tření neupevněné zápalnice uvnitř náložky v důsledku popotažení může rovněž vyvolat detonaci. Vzácnějším typem nehody je poškozená náplň zápalnice (může dojít k neočekávaně rychlému či pomalému hoření zápalnice - 30cm zápalnice může vyhořet během několika sekund i přesto, že jiné kusy totožné zápalnice hoří rychlostí 1 cm/s, popř. může dočasně žhnout obal zdánlivě uhašené zápalnice a taková zápalnice pak hoří dlouhé minuty než se znovu a náhle naplno rozjede) a amatérský elektrický odpal, kde dojde k použití příliš citlivého palníku, popř. neodborné manipulaci s vodiči před odpalem (nezkratované konce vodičů palníku apod.). Při sušení je vždy nutné mít na jednom filtru méně než 1 g této látky!!! HMTD, i značně vlhké, je schopno detonace! Při syntéze a sušení většího množství je nutné mít více oddělených filtrů! Jakákoliv manipulace pak obecně vyžaduje odborné školení a ochranné vybavení, včetně pevných rukavic, pevného oblečení, obličejového štítu a sluchátek. Vždy je nutné se vyvarovat používání kovových, porcelánových či sklěnených nádob a pomůcek pro mimořádné nebezpečí vzniku nebezpečných střepin při náhodné detonaci. Obecně je pak papír vhodnější než typické plasty vzhledem k akumulaci statické elektřiny.

Vyrábět více než přibližně 5 g je v domácích podmínkách krajně nebezpečné a proto většina amatérských experimentátorů používá tuto látku buď v malých množství přimo do malých výbušných zařízení, popř. do rozbušek k iniciaci jiných, ale bezpečnějších a zároveň stejně dobře dostupných trhavin na bázi dusičnanu amonného (DAP). HMTD nelze za žádných okolností míchat s jinými výbušninami nebo kovovými prachy a už v žádném případě nelze vytvářet nesmyslné a extrémně nebezpečné směsi dusičnanu amonného s HMTD a používat je jako sekundárních náloží s hmotností od několika gramů do několika kilogramů. Takové směsi nejsou nijak silnější než DAP, ale přitom jsou srovnatelně nebezpečné jako HMTD samotné.

Výroba

Krystalický HMDT

Preparace je velmi snadná a bezpečná. Do roztoku kyseliny citronové a peroxidu vodíku (H₂O₂) se přidává pevný urotropin (hexamethylentetramin, C₆H₁₂N₄) a směs se za chlazení ponechá reagovat několik hodin. Vyloučený bílý prášek se poté odfiltruje, promyje vodu a ethanolem a suší se volně rozprostřený na filtru při teplotě do 25 °C. Nelze však mít na jednom filtru více než přibližně 1 g HMTD pro mimořádné nebezpečí detonace suchého HMTD v reakci na výboje statické elektřiny, tření a možné chemické nečistoty. I vlhké HMTD (~ 10 % hmotnosti vody) může detonovat.

3 H₂O₂ + C₆H₁₂N₄ + C₆H₈O₇ → 2 C₆H₁₂N₂O₆ + H₂O

Rozklad při detonaci

Při detonaci dochází k tepelnému rozkladu HMTD. Podle okolí, ve kterém probíhá tento rozklad, se řídí průběh tohoto rozkladu. Záleží především na teplotě a druhu prostředí (vzduch nebo vakuum).

Při rozkladu při teplotě nižší než 150 °C, ve vzduchu nebo ve vakuu vzniká oxid uhličitý, trimethylamin a amoniak:

C₆H₁₂N₂O₆ → 3 CO₂ + N(CH₃)₃ + NH₃

Při rozkladu při teplotě v rozmezí 160-180 °C ve vakuu vzniká oxid uhelnatý, trimethylamin, dusík, voda a kyslík:

4 C₆H₁₂N₂O₆ → 12 CO + 4 N(CH₃)₃ + 2 N₂ + 6 H₂O + 3 O₂

Vzniklý trimethylamin se na vzduchu dále spaluje za vzniku kyanovodíku a methanolu podle rovnice:

N(CH₃)₃ + O₂ → HCN + 2 CH₃OH

Odkazy

Související články

• Obrázky, zvuky či videa k tématu HMDT na Wikimedia Commons
• Peroxidy acetonu
• Peroxidy diethyletheru

Portály: Chemie