1。1。1 TATB 的物性介绍
TATB 是 1,3,5- 三 氨 基 -2,4,6- 三 硝 基 苯 , 又 被 称 作 三 硝 基 间 苯 三 胺 , 英 文 名 称 为 Trinitrometaphenylidyne triamine[5]。是一种非常重要的具有很高能量的钝感性炸药,它也是发 现最早的耐热性炸药之一。外形为黄色粉末状结晶体,在太阳光和紫外线照射之下呈偏绿色。 密度为 1。937g/cm3, 做功能力为 89。5%(TNT 当量),熔点大于 330℃, 密度为 1。857g/cm3 时爆速为 7。60km/s,对于 5s 的爆发点高于 340 ℃,摩擦感应度和撞击感应都都是 0%,当温 度为 250℃时两个小时失重量为 0。80%,当温度为 100℃时第一个和第二个 48 小时内都不失 重,经过 100 小时不会发生爆炸现象[6]。它除了能够溶解在浓硫酸以外,几乎不会溶解在其 他所有的有机溶剂当中,只有高温条件下会微溶于二甲基亚砜以及二甲基甲酰胺当中。
TATB 苯环上面的氨基可以和邻位硝基的氧原子组成氢键,因此具有较高的稳定性。它
第 2 页 本科毕业设计说明书 对各类太阳光、热、撞击、冲击波、摩擦力等外界刺激极其钝感的炸药。由于它具有优越的 高安全性能,因此常常会被用在武器和先进的常规武器的应用当中。TATB 在军事和民用方
面应用非常的广泛。因为 TATB 苯环上面的氨基可以和邻位上硝基中的氧原子形成氢键,具 有比较高的稳定性,因此被广泛应用在各个军工领域当中。在这个方面,它是当前唯独被美 国能源总部批准的单质钝感炸药[7]。在美国绝大多数的核航弹和核弹头都使用了以 TATB 为 基础的高聚物钝感炸药。在我国,TATB 常被用作活性钝感试剂,是用以抑制火炸药感应程 度的物质。在民事运用方面,TATB 可以被用于制造液晶材料和电磁材料以及石油深井的穿 孔弹等的原始材料。
1。1。2 TATB 的合成过程
合成 TATB 的原始材料是间苯三酚(m-PG)[2],它首先经过硝化反应转变为三硝基间苯三 酚(TNPG),三硝基间苯三酚经过烷基化反应转变为 1,3,5-三烷基-2,4,6-三硝基苯(TETNB), 1,3,5- 三烷基-2,4,6- 三硝基苯再经过胺化化反应最终转变为 1,3,5- 三氨基-2,4,6- 三硝基苯
(TATB)。
TATB 的具体合成步骤如下[5]:
1、第一步反应——硝化反应: 反应方程式:
2、第二步反应——烷基化反应:
3、第三步反应——胺化反应:
1。1。3 TATB 制备废水中有机污染物的影响
TATB 的制备废水中存在间苯三酚(m-PG)、三硝基间苯三酚(TNPG)、1,3,5-三烷基-2,4,6- 三硝基苯(TETNB)[2]等物质,在硝化反应过程中可能会有中间产物 2,4-二硝基-6-磺酸基间苯三 酚,在烷基化反应过程中可能会有中间产物 2,4,6-三硝基一乙氧基间苯二酚、2,4,6-三硝基二 乙氧基间苯酚、2,4-二硝基-6-磺酸基一乙氧基间苯二酚、2,4-二硝基-6-磺酸基二乙氧基间苯酚 等物质,在氨化反应过程中肯能会有中间产物二乙氧基一氨基三硝基苯[7]等物质。以上这些 物质都属于硝基酚类物质。硝基酚类物质主要包括 2,4,6 三硝基苯酚(PA)被称做苦味酸, 三硝基间苯二酚(TNR)被称做斯蒂芬酸、2,4,6 三硝基均苯三酚(TNPG)等多硝基多酚类 物质和它们的各类配合物。因为这类硝基酚类物质具有特殊的化学结构并且具有高热感应度、 具备高能量等特性,因此被大量运用在火炸药生产中。除此之外,还能被运用在医学、染料 业、农业的等工业的方方面面,所以在生产过程中越来越多的硝基酚类污染物质被排放在了 大气环境中。再通过食物链被人体吸收。这些有害物质具有剧毒作用,严重时会有导致人体 病变、导致人体畸形、导致基因突变,甚至有致癌作用。因此,人们需要及时对排放在环境 中的硝基酚污染物进行检测、及时控制排放量等,以防污染物对人类和环境带来更多影响。