Нитрогликоль¶

Нитрогликоль (этиленгликольдинитрат, динитрат этиленгликоля, ЭГДН) — органическое соединение, сложный эфир азотной кислоты и этиленгликоля, представляющий собой маслянистую жидкость. Относится к классу нитроэфиров и является мощным бризантным взрывчатым веществом (ВВ). В чистом виде используется как компонент динамитов и некоторых бездымных порохов, а в смесях — как жидкое взрывчатое вещество.

¶История

Нитрогликоль был впервые синтезирован в 1870 году немецким химиком Августом Вильгельмом фон Гофманом. Однако практическое применение соединение получило лишь спустя несколько десятилетий, после того как Альфред Нобель разработал технологию производства динамита на основе нитроглицерина. Нитрогликоль, будучи менее вязким и более стабильным при низких температурах, чем нитроглицерин, оказался удобным компонентом для создания морозостойких взрывчатых составов.

В начале XX века нитрогликоль начали активно использовать в промышленности, в первую очередь в горном деле и строительстве, для производства так называемых «нитрогликолевых» динамитов. В 1930-х годах были разработаны методы его промышленного синтеза, включающие непрерывное нитрование этиленгликоля смесью азотной и серной кислот. В СССР и России нитрогликоль применялся в составе некоторых марок динамитов, а также как компонент пластичных взрывчатых веществ (ПВВ).

¶Физические и химические свойства

¶Физические свойства

Нитрогликоль представляет собой бесцветную или слегка желтоватую маслянистую жидкость с характерным запахом. Он тяжелее воды (плотность около 1,49 г/см³ при 20 °C) и практически нерастворим в ней, но хорошо растворяется в органических растворителях: ацетоне, эфире, спирте, бензоле. Температура плавления составляет около −22 °C, а температура кипения — около 197 °C (с разложением). Важным свойством является его низкая температура замерзания, что делает его пригодным для использования в условиях холодного климата.

¶Химические свойства

Нитрогликоль является нитроэфиром — соединением, содержащим группу -ONO₂. Он химически нестабилен и способен к взрывчатому разложению под действием тепла, удара, трения или детонации. Реакция разложения протекает по следующему упрощённому уравнению: C₂H₄(ONO₂)₂ → 2CO₂ + 2H₂O + N₂ + 0,5O₂ + Q В результате выделяется большое количество газообразных продуктов (около 730 л/кг) и тепла. Скорость детонации нитрогликоля составляет около 7300 м/с (при плотности 1,48 г/см³), что несколько ниже, чем у нитроглицерина (около 7700 м/с). Бризантность (дробящее действие) и фугасность (метательное действие) нитрогликоля также уступают нитроглицерину, но он значительно менее чувствителен к механическим воздействиям, что делает его более безопасным в обращении.

¶Получение

Промышленный синтез нитрогликоля осуществляется путём нитрования этиленгликоля нитрующей смесью, состоящей из концентрированной азотной (HNO₃) и серной (H₂SO₄) кислот. Серная кислота выступает в роли водоотнимающего агента, связывая воду, образующуюся в ходе реакции, и предотвращая гидролиз продукта. Реакция протекает по схеме: C₂H₄(OH)₂ + 2HNO₃ → C₂H₄(ONO₂)₂ + 2H₂O Процесс нитрования является экзотермическим и требует тщательного контроля температуры (обычно от 0 до 10 °C) и интенсивного перемешивания для предотвращения перегрева и самопроизвольного разложения. После завершения реакции нитрогликоль отделяют от отработанной кислоты, промывают водой и слабым раствором соды для нейтрализации остатков кислоты, а затем сушат.

¶Применение

¶Взрывчатые вещества

Основное применение нитрогликоля — производство промышленных взрывчатых веществ. Он входит в состав:

• Динамитов: нитрогликоль заменяет нитроглицерин в некоторых рецептурах, особенно в морозостойких динамитах (например, «Гурдит» в Швеции или «Аммонал» в СССР). Такие динамиты сохраняют пластичность и работоспособность при температурах до −20 °C и ниже.
• Пластичных взрывчатых веществ (ПВВ): нитрогликоль используется как пластификатор в смесях с другими нитроэфирами и полимерами.
• Эмульсионных взрывчатых веществ: в некоторых составах нитрогликоль выступает в качестве сенсибилизатора (чувствительного компонента).

¶Компонент ракетных топлив

В прошлом нитрогликоль рассматривался как компонент жидких ракетных топлив, однако из-за высокой чувствительности и токсичности он не получил широкого распространения в этой области. В настоящее время его применение в ракетной технике ограничено.

¶Медицинское применение

В отличие от нитроглицерина, нитрогликоль не используется в медицине. Он обладает значительно более высокой токсичностью и не оказывает выраженного сосудорасширяющего действия, характерного для нитроглицерина.

¶Токсичность и опасность

Нитрогликоль является токсичным веществом. Он способен всасываться через кожу, слизистые оболочки и дыхательные пути. Острое отравление вызывает головную боль, головокружение, тошноту, снижение артериального давления, а в тяжёлых случаях — потерю сознания и остановку дыхания. Хроническое воздействие может приводить к поражению сердечно-сосудистой системы и печени. Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны составляет 0,5 мг/м³.

Основная опасность нитрогликоля — его взрывчатые свойства. Он чувствителен к удару, трению, нагреву и искре. При горении нитрогликоль способен переходить в детонацию. Хранение и транспортировка нитрогликоля требуют соблюдения строгих мер безопасности: он должен находиться в герметичной таре, в прохладном, хорошо вентилируемом помещении, вдали от источников тепла и огня.

¶Сравнение с нитроглицерином

¶Правовой статус в России

В Российской Федерации производство, хранение, использование и оборот нитрогликоля регулируются Федеральным законом «Об оружии» и постановлениями Правительства, касающимися обращения взрывчатых веществ промышленного назначения. Нитрогликоль включён в список взрывчатых веществ, подлежащих обязательному лицензированию и контролю. Его незаконное изготовление и оборот влекут уголовную ответственность по статье 222.1 УК РФ.

¶Источники

• Орлова Е. Ю. «Химия и технология бризантных взрывчатых веществ». — Л.: Химия, 1973.
• Лурье Б. А. «Взрывчатые вещества и взрывные работы». — М.: Недра, 1982.
• Федоров А. С. «Творцы науки о взрывчатых веществах». — М.: Наука, 1988.
• Справочник по взрывчатым веществам, порохам и пиротехническим составам / Под ред. И. В. Тишунина. — М.: Воениздат, 1962.
• ГОСТ Р 52036-2003 «Взрывчатые вещества промышленные. Методы определения чувствительности к удару».