Как сделать супер вещество
Ядерный век не отнял у химических взрывчатых веществ пальмы первенства по частоте использования, широте применения — от армии до добычи нефти, а также удобству хранения и транспортировке. Их можно перевозить в пластиковых пакетах, прятать в обычные компьютеры и даже закапывать просто в землю без какой-либо упаковки с гарантией того, что детонация все-таки произойдет.
Плотность заряда — 1,77 г/см³
Скорость детонации — 8640 м/с
Давление во фронте ударной волны — 33,7 ГПа
Фугасность — 470 мл
Бризантность — 24 мм по Гессу, 4,1-4,8 по Касту
Объём газообразных продуктов взрыва — 908 л/кг
Температура вспышки — 230 °C
Температура плавления — 204,1 °C
Теплота взрыва — 5,45 МДж/кг
Теплота сгорания — 2307 ккал (9,66 МДж)/кг
Тротиловый эквивалент: до 1,3—1,6
Метод Герца (1920) заключается в непосредственном нитровании гексаметилентетрамина (уротропина, (CH2)6N4) концентрированной азотной кислотой (HNO3):
(CH2)6N4 + 3HNO3 → (CH2)3N3(NO2)3 + 3HCOH + NH3
Правда у этого метода есть два недостатка:
1)малый выход гексогена по отношению к сырью (35-40 %);
2)большой расход азотной кислоты.
В середине XX века был разработан ряд промышленных методов производства гексогена.
Метод «К». Разработан в Германии Кноффлером. Метод позволяет повысить выход гексогена по сравнению с методом Герца за счёт добавления в азотную кислоту нитрата аммония (аммиачной селитры), который взаимодействует с побочным продуктом нитрования — формальдегидом.
Метод «КА». По методу «КА» гексоген получается в присутствии уксусного ангидрида. В жидкий уксусный ангидрид дозируется динитрат уротропина и раствор аммиачной селитры в азотной кислоте.
Метод «Е». Ещё один уксусноангидридный метод, по которому гексоген получается взаимодействием пара-формальдегида с аммиачной селитрой в среде уксусного ангидрида.
Метод «W». Разработан в 1934 Вольфрамом. По этому методу формальдегид при взаимодействии с калиевой солью сульфаминовой кислоты даёт так называемую «белую соль», которая при обработке серно-азотной кислотной смесью образует гексоген. Выход по этому методу достигает 80 % по сырью.
Метод Бахмана-Росса. Разработан в США. Метод близок к методу «КА», но за счет применения двух растворов — уротропина в уксусной кислоте и аммиачной селитры в азотной кислоте процесс значительно более технологичен и удобен:
(CH2)6N4 + 3CH3COOH + 4HNO3 + 2NH4NO3 + 6(CH3CO)2O → 15CH3COOH + (CH2)3N3(NO2)3
Применяют для изготовления детонаторов (в том числе детонационных шнуров) снаряжения боеприпасов и для взрывных работ в промышленности, как правило, в смеси с другими веществами (тротилом и т. п.), а также, с добавкой флегматизаторов (парафина, воска, церезина), уменьшающих опасность взрыва гексогена от случайных причин. Например, широко известная С-4 — это 91 % гексогена, 2,25 % полиизобутилена, 5,31 % диоктилсебацината и 1,44 % жидкой смазки.
Также может использоваться как компонент топлива в твердотопливных ракетных двигателях.
Октоген представляет собой белый порошок кристаллического характера. Относится к III классу опасности. Впервые был получен американцами в 1942 г.
Рассматривался как вредная примесь к гекcогену, так как разбавлением водой осаждалась чувствительная α-форма.
Октоген почти нерастворим в воде, метаноле, этаноле, бензоле, диэтиловом эфире. Малорастворим в ацетоне, с аминами (ДМФА, диметиланилин) способен образовывать молекулярные комплексы.
Октоген сравнительно химически инертен, устойчив на свету, но гидролизуется при действии растворов щелочей в водном ацетоне либо концентрированных минеральных кислот.
Плотность: 1905 кг/м³;
Скорость детонации: 9100 м/с при плотности 1,84 г/см³
Давление во фронте ударной волны: 34 ГПа
Бризантность: при плотности 1,83 г/см³ — 5,4 мм
Объем газообразных продуктов взрыва: 782 л/кг
Температура вспышки: 330 °C
Температура плавления: 278,5—280 °C (с разложением)
Теплота взрыва: 5,73 МДж/кг
Теплота сгорания: 2255— 2362 кал/г
Тротиловый эквивалент: 1,6
Октоген получают добавлением к раствору уротропина (0,5 моля) в уксусной кислоте при 50–55°С одновременно из двух капельных воронок раствора нитрата аммония (1 моль) в 99% азотной кислоте (2 моля) (так называемый тринитрат аммония) и уксусного ангидрида (3,5 моля), таким образом, чтобы вначале получался незначительный избыток тринитрата аммония. Выход октогена составляет 40%, если из одного моля уротропина должно получиться 1,5 моля октогена:
2C6H12N4 + 8HNO3 + 4NH4NO3+12 (CH3CO)2O → 3C4H8(NNO2)4 + 24СН3СООН
и 60% при условии получения 1 моля октогена из 1 моля уротропина.
Очищение технического октогена от примесей достигается обработкой ДМФА, который образует с октогеном комплексы. Эти комплексы отделяют от реакционной смеси и разрушают действием воды.
Перекристаллизация октогена проводятся из горячих насыщенных растворов в ацетоне, ацетонитриле и нитрометане, при медленной кристаллизации получается его β-модификация, при быстрой — α-форма.
Применяется при производстве пластичных взрывчатых веществ, взрывных работах в высокотемпературной среде. В составе смесевых ВВ используется для военных целей, как правило, для снаряжения кумулятивных зарядов, что увеличивает их бронепробиваемость приблизительно на 10 % по сравнению со снарядами из гексогена, и для снаряжения снарядов скорострельных мелкокалиберных пушек (например, ЗУ-23-2, ЗСУ-23-4 и M61 Vulcan), так как высокий темп стрельбы приводит к развитию в таких орудиях высоких температур, к которым октоген стоек. Наиболее часто используемые смесевые ВВ из октогена — октол (77 процентов октогена и 23 процента тротила) и окфол (95 процентов октогена и 5 процентов пластификатора, обычно воска). В составе пластитов используется диверсионными спецподразделениями. Компонент твёрдых ракетных топлив. Представляет интерес как термостойкое взрывчатое вещество (применяют при температурах до 210 °С) для перфорации высокотемпературных нефтяных и газовых скважин.
Астролит — разновидность жидких смесевых взрывчатых веществ. Самые популярные их представители:
«Астролит А» — смесь «Астролита G» с высокодисперсным порошком алюминия. Имеет скорость детонации ниже (примерно 7600 м/сек), однако за счёт большей плотности и бризантности обладает большей эффективностью применения.
Объем газообразных продуктов взрыва: 1006 л/кг
Теплота детонации: 4774 кДж/кг
Температура плавления: 70,7 °С
Кроме того, он остается взрывоопасным при практически любых погодных условиях, так как хорошо абсорбируется землёй. Полевые испытания показали, что Астролит G детонировал даже после того, как четверо суток находился в почве под проливным дождем.
Рекомендуется производить Астролит в хорошо проветриваемом помещении, чтобы предотвратить накопление газообразного аммиака. Также необходимо осторожно обращаться с гидразином, так как он писец какой токсичный. И ещё нужно помнить, что нитрат аммония сам по себе является сильным взрывчатым веществом. Все мы помним трагедию в Бейруте? Столько хорошей селитры пропало.
NH4NO3 + N2H4 → N2H5NO3 + NH3
Очищенный нитрат гидразина представляет собой твердое кристаллическое вещество, которое растворяется в оставшемся гидразине, образуя прозрачный вязкий раствор. Эту смесь можно безопасно хранить, так как она вторичное взрывчатое вещество. Для инициирования взрыва требуется детонатор.
При детонации смесь растворяется в безвредных газах:
4N2H5NO3 → 10H2O↑ + 6N2 + O2
Увы, но я вряд-ли смогу уместить всё что хочу в один пост. Поэтому, если вы конечно же дочитали до этого момента, знайте что скоро выйдет вторая часть.
Поэтому до встречи. Любите котиков, бомбы, яды и включайте режим ждуна.
Особенности детонации прессованных зарядов октогена. М.ф.Гогуля М.А.Брахников А.Ю.Долгобородов
Technische Universität Darmstadt: studienprojekt DoMocles Gruppe_E: Astrolite
8 способов как можно сделать супер клей в домашних условиях
Супер клей должен обладать супер-качествами. Быть универсальным, надежным и создавать долговечное сцепление. Конечно, такой состав можно найти в магазине. Но с появлением китайского контрафакта, зачастую можно нарваться на подделки. Куда надежней и дешевле сделать супер клей в домашних условиях самому. Тем более что все «дедовские» способы его создания проверены годами неоднократно.
Как сделать суперклей своими руками
Для приготовления супер клея потребуются одноразовые емкости, для этого подойдут стеклянные банки. Они прозрачные и не подвержены действию растворителей, которые мы будем использовать для некоторых рецептов.
Не забывайте о технике безопасности. Всегда готовьте супер клей вдали от детей и в хорошо проветриваемом помещении.
Универсальный супер клей из пенопласта
Подходит для крепления дерева, картона, ткани, металла, кожи, пластика. Что потребуется:
Стружка и сода придают составу больше вязкости. В итоге клеевой шов получается более плотный и крепкий.
Супер клей из линолеума
Таким составом можно соединять резиновые, пластиковые, деревянные и кафельные элементы. Нужно подготовить:
Из этого состава также можно сделать мастику. Для этого в смесь добавить раскрошенный мел в пропорциях 1:2. Если соединить сцепляющий материал из линолеума с мелом в равных частях, получится раствор для укладки кафельной плитки.
Резиновый супер клей
Им удобно скреплять резиновые детали и элементы из мягкого пластика. Чтобы его сделать нам нужно:
ПВА своими руками
Всем известный ПВА применяют для ремонта. Им грунтуют стены перед облицовкой, используют для поклейки обоев, в том числе флизелиновых. Но мало кто знает, что его можно сделать самостоятельно. Для этого понадобится:
Горячий супер клей
Такой раствор хорошо соединяет дерево, кожу, ткань. Его применяют для укладки кафельной плитки. За счет содержания олифы, этот супер клей не боится воды и повышенной влажности. Чтобы его приготовить, возьмите:
Как сделать горячий суперклей своими руками:
Термостойкий супер клей
Этот раствор нужен для соединения деталей, которые регулярно подвергаются длительному нагреву. Например, в узлах автомобиля или радиоприборах. Что потребуется для его создания:
Последовательность действий очень проста:
Супер клей для кафеля из зубного порошка
Народные умельцы часто пользуются этим рецептом. Понятно, что большой объем работ лучше проводить специальными растворами, но мелкую реставрацию кафеля можно сделать с использованием этого состава.
Нужно просто смешать обычный конторский (силикатный) клей с зубным порошком в равных пропорциях. Пока смесь не начала засыхать, нанести на отколовшийся кусок плитки и плотно прижать к стене. Сцепление происходит в течение 2-3 минут.
Усиленный супер клей
Чтобы усилить характеристики магазинного варианта, просто добавьте в него пищевую соду. После высыхания такой раствор будет напоминать пластик. Его можно применять как для соединения различных деталей, так и для наращивания и заделки сколов пластиковых, деревянных, керамических предметов.
Рекомендации по приготовлению и хранению клея
Чтобы клей сохранял свои качества как можно дольше, придерживайтесь наших рекомендаций:
Советуем посмотреть видео-инструкцию:
В заключение
При создании клея своими руками, вы можете сделать тот объем, который вам необходим, а не покупать в магазине большой флакон, чтобы приклеить маленький кусочек. Не забывайте о технике безопасности и делитесь своими проверенными рецептами в комментариях и социальных сетях.
Идея нового супер вещества.
Дубликаты не найдены
В Новосибирске запущено крупнейшее в мире производство графеновых нанотрубок
Новосибирский производитель углеродных нанотрубок OCSiAl (портфельная компания «Роснано») вывел на производственную мощность вторую установку по синтезу графеновых нанотрубок — Graphetron 50. Инвестиции в проект составили 1,3 млрд рублей.
Graphetron 50 — крупнейший в мире реактор по синтезу графеновых в нанотрубок. В тестовом режиме он был запущен весной 2019 года. Первая установка Graphetron 1.0 начала работать в 2014 году. Суммарная мощность двух линий составит 75 т в год, с возможностью увеличения до более чем 100 тонн в год. Теперь компании принадлежит более 90% всех мировых мощностей по производству графеновых нанотрубок.
Графеновые нанотрубки — универсальная добавка для материалов, которая улучшает их свойства, например, придает электро- и теплопроводность, повышает прочность. Основными заказчиками продукции выступают производители различных видов пластиков, композитных материалов, резин, литий-ионных аккумуляторов, а также химические концерны. Порядка 90% графеновых нанотрубок идет на экспорт в Китай, Японию и страны Европы. Свою продукцию компания поставляет под брендом TUBALL.
При этом OCSiAl вместе с партнерами разрабатывает новые технологии для расширения сферы применения графеновых нанотрубок. Так, в России впервые были применены технологии создания антистатических композитных полов, стеклопластиковых труб и упрочненный асфальт.
Президент OCSiAl Юрий Коропачинский оценивает объем рынка нанотрубок в 2021-2022 годах в 100-150 т. «У нас нет таких обьемов синтеза. Чтобы обеспечить 2022 год, нам нужно половину объемов иметь на складе. Главный фактор роста потребления — революция в области электротранспорта и следующие за ней революции в производстве батареек, шин, материалов для корпусов электроавтомобилей», — объяснил Юрий Коропачинский. Он не исключил роста производства в Новосибирске до 150 т нанотрубок в год: «Это продукция на более чем 200 млн долларов».
OCSiAl владеет единственной в мире масштабируемой технологией промышленного синтеза графеновых нанотрубок и является мировым лидером по объему производственных мощностей. Автор уникальной технологии — российский ученый-физик, академик РАН Михаил Предтеченский.
Одностенные углеродные нанотрубки являются универсальным наномодификатором, улучшающим механические свойства, электро- и теплопроводность различных материалов. Так, добавка 0,1% одностенных углеродных нанотрубок алюминию увеличивает его прочность в два раза, добавка 0,01% к некоторым пластикам делает их электропроводящими, добавка 0,001% в бетон делает его прочнее на 50%.
Производство и научно-исследовательский центр компании находятся в новосибирском Академгородке. Пилотная промышленная установка синтеза одностенных углеродных нанотрубок Graphetron 1.0, была запущена в новосибирском Академгородке в конце 2013 года.
В OCSiAl работают более 450 сотрудников из 16 стран мира. В научно-исследовательском отделении компании работают более 100 ученых.
В 2019 году второй TUBALL CENTER был открыт в Шанхае (Китай). Третий TUBALL CENTER планируется открыть в Люксембурге в 2020 году.
Региональные отделения OCSiAl работают в Европе, США, Корее, Китае (Шэньчжэнь, Шанхай), Гонконге и России, представительства — в Мексике, Израиле, Японии, Индии, Австралии, Германии и Малайзии. Помимо собственных офисов и представительств, OCSiAl имеет партнеров и дистрибьютеров в 45 странах.
Любое ли гуано усилит электрокаталитические свойства графена?
Pис. 1. Заголовок обсуждаемой статьи в журнале ACS Nano
Вопрос в заголовке — не шутка. Так (почти буквально) озаглавлена недавняя статья в одном из ведущих научных журналов в области нанотехнологии, ACS Nano. Таким провокативным названием и не менее провокативной работой ученые из Чехии и Канады попытались обратить внимание научного сообщества на обилие публикаций, посвященны модификации графена дорогостоящими и токсичными реагентами. Такие работы обычно не имеют под собой серьезной теоретической базы. Чтобы подчеркнуть эту мысль, исследователи провели серию опытов с графеном, который они химически модифицировали с помощью птичьего помета (гуано), и продемонстрировали значительное усиление его электрокаталитических свойств в стандартных модельных реакциях восстановления кислорода и расщепления воды.
Графен — это двумерное вещество, представляющее собой слой атомов углерода, расположенных в узлах гексагональной решетки (каждая ячейка решетки — правильный шестиугольник, см. pис. 2). За открытие и исследование свойств графена Андрею Гейму и Константину Новоселову в 2010 году была вручена Нобелевская премия по физике (см. Нобелевская премия по физике — 2010, «Элементы», 11.10.2010).
Рис. 2. Структура графена. Шарики — атомы углерода, палочки — химические связи между ними. Рисунок с сайта en.wikipedia.org
Сразу после открытия графена ему пророчили множество практических применений, в частности в электрокатализе — ускорении реакций с помощью эффективной передачи электронов. Довольно быстро стало ясно, что для эффективного электрокатализа чистый графен не подходит, но если его модифицировать (легировать) с помощью других элементов или молекул, то электрокаталитическая активность сильно возрастает. Это происходит из-за того, что при замене некоторых атомов углерода на другие атомы в таком модифицированном графене появляются не участвующие в химических связях электроны, способные свободно двигаться по нему.
Но оставался нерешенным вопрос: какими именно элементами или молекулами и с какой плотностью можно модифицировать графен для наибольшего усиления эффекта? Теории, способной однозначно ответить на эти вопросы, пока нет. Поэтому химики и материаловеды по всему миру легировали графен множеством разных элементов и соединений при различных условиях и проверяли результат на множестве реакций. Вероятно, они надеются, что накопление экспериментальных данных рано или поздно приведет к появлению теоретической базы. По этой теме выходили и продолжают выходить сотни статей.
Ученые из Чехии и Канады, чья статья была опубликована в середине января в одном из ведущих химических журналов ACS Nano, иронизируют над этой деятельностью. В периодической таблице Менделеева 84 стабильных элемента, которыми можно модифицировать графен, — пишут они, — это уже дает нам 84 статьи. Если модифицировать графен двумя различными элементами одновременно, то это даст еще 84·83/2 = 3486 комбинаций с соответствующим количеством статей. Если легировать тремя элементами, то получится еще 95284 статьи, а если использовать четыре различных элемента, то можно опубликовать около 2 миллионов статей! Причем всё это — без учета различных условий модификации.
Авторы решили подойти к пародии на публикации о легировании графена со всей серьезностью: они легировали графен птичьим пометом (гуано). И у этого выбора, по их словам, есть вполне практический смысл, ведь гуано, в отличие от большинства используемых в аналогичных исследованиях реагентов, очень дешево и доступно, оно не токсично и при этом включает в себя множество химических элементов, пригодных для легирования: азот, серу, фосфор, хлор и т. д.
Ученые произвели термическое отслаивание (thermal exfoliation) оксида графена (фактически, легированного кислородом графена) от графита двумя разными известными методами в присутствии гуано (экспериментальные образцы) и сравнили его с оксидом графена, отслоенным теми же методами без гуано (контрольные образцы).
Полученные образцы были проанализированы разными методами.
При помощи растрового электронного микроскопа было получено изображение поверхности легированного графена (pис. 3). Значительных отличий между экспериментальными и контрольными образцами, а также тем, что было опубликовано ранее во множестве других статей (которые до некоторой степени пародируются в обсуждаемой статье), найдено не было. Авторы отмечают, что тот факт, что графен, легированный в присутствии гуано, имеет такую же поверхность, как обычный оксид графена, yказывает на эффективное включение атомов или фрaгментов молекул из гуано в структуру графена.
Рис. 3. Изображения исследуемых образцов, полученные сканирующим электронным микроскопом. А2 и В2 — гуано-модифицированный графен, С2 и D2 — контрольные образцы. Увеличение в 40 000 раз. Белые штрихи под изображениями соответствуют 100 нанометрам. Почти так же выглядит обычный графен в таком увеличении. Изображение из обсуждаемой статьи в ACS Nano
Для обнаружения дефектов использовалась рамановская спектроскопия. В гуано-модифицированном графене было обнаружено меньше дефектов, чем в контрольных образцах. При помощи рентгенoвcкой фотоэлектронной спектроскопии определялись типы химических связей в веществе и его элементный состав. Было зафиксировано заметное количество атомов азота, фосфора и серы в структуре гуано-модифицированного графенa и исследованы типы их связывания. Элементный анализ, позволяющий определять количественное содержание отдельных элементов в веществе, показал, что в двух образцах гуано-модифицированного графена в среднем находится 0,91% атомов азота, 1,92% атомов серы и 2,08% атомов фосфора. Наконец, масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой помогла обнаружить в образцах гуано-модифицированного графена металлы: в небольших количествах были зафиксированы железо, кобальт, марганец и никель, также, вероятно, взявшиеся из птичьего помета.
Затем была исследована электрокаталитическая активность образцов в двух реакциях: восстановление кислорода (молекулярный кислород при наличии источника водорода, с получением воды) и расщепление воды (рис. 4). Эти реакции очень часто используются в качестве моделей для подобных исследований. Восстановление кислорода — реакция, аналогичная дыханию, а расщепление воды важно, поскольку водород сейчас все активнее используется как альтернатива углеводородному топливу и для других нужд. Для проведения и исследования реакций использовался метод полярографии — в электрохимической ячейке на один из электродов наносится образец и меряется его электрический потенциал. Во всех случаях гуано-модифицированные образцы продемонстрировали лучшие результаты, чем контрольные.
Рис. 4. Реакции, использованные авторами обсуждаемой статьи для демонстрации электрокаталитического катализа с помощью полученных образцов гуано-модифицированного графена. [4Н] — общее обозначение источника водорода
С изрядной долей сарказма в обсуждаемой статье сформулированы следующие выводы «гуановых» изысканий авторов (перевод почти дословный):
1) Судя по полученным результатам, любое добавленное в графен гуано (во всех смыслах) приведет к усилению его электрокаталитических свойств. Даже если на графен плюнуть, эти свойства улучшатся.
2) Так как легирование графена дешевым птичьим пометом производит больше соответствующего электрокатализатора, чем многие сложные и дорогие процедуры легирования, нет оправданий для продолжения подобных исследований, а исследователям следует направить свои усилия в более продуктивное русло.
3) Химический состав птичьего помета можно менять, подмешивая нужные вещества в птичий корм, и, таким образом, катализатор может быть в дальнейшем заметно улучшен.
Авторы верят, что птичий помет может стать таким же ценным продуктом, каким он был до появления химически производимых удобрений, но надеются, что при этом удастся избежать войн за гуано (как горячих, так и торговых), подобных тем, которые бушевали в Тихом океане во второй половине XIX века (см. Первая тихоокеанская война).
Источник: Lu Wang, Zdenek Sofer, Martin Pumera. Will Any Crap We Put into Graphene Increase Its Electrocatalytic Effect? // ACS Nano. 2020. DOI: 10.1021/acsnano.9b00184.