ニ トロ化合物系耐熱爆薬の合成 と爆発性評価 (

ニ トロ化合物系耐熱爆薬の合成 と爆発性評価 (

‑ Km のSC‑DSC,打隼感度及び着火性一

細谷文夫● ,周 邦 ^書 相,波多野 日出男●

寺沢二千六● + + ,田村昌三' ….書田忠雄 … ■

‑キサ ニ トf )ジ フ , E .ニル7 ミンカ リウム( Km ) と‑キサ ニ トt ,･ }フェニルア ミン( HN D ) とを合成 し.爆発危険性評 厩を行 った

昇温速度 1 0

の括菜はE

の分解 開始温度 ( 外挿分解開始温度

℃であ り

よ り約

℃高い｡分解熱丑は両者 ともはば岡野であ った

E t以上の妖料丘を用 いて

邦定を行 うと,非常に分 解が速 く分解熱 ( QD S C )は

であ り,それ以下 の飲料皿を用いると

D S Cは1 .ト

と

も多い熟丑が得 られた

Dの打宰感度は

と同程度であ り.テ ト1 ) ルや ピタ l ). /酸 1 り鈍感であ った｡着火性についてはE

は小 ガス炎で着火 し.着火後は 敢 しく伝境す る｡

t . はじめに

耐熱爆薬 と呼ばれ る一群の爆薬があるl ) 2 ) ｡高温地下 での爆破や空中の超祐迎飛粕体に用いられ る火薬掛は 高 い耐熱性 が要求 され る｡耐熱爆薬

eat r 由

s h t

i y6 またI ln e

d y

S

とは.

良い耐難 ,高い飴息 住い茶気正.表皮の術撃感度 及び高い爆発威力を持 った積率{･ ある｡

ここ{･ は.比較的耐熱性の高い‑キサ ニ トf ･ジ

ニル 7 ミソカ l )サム(KIND)を モデル物か こ選 び.

この物質及びその仇駆体 ( ヘキサ ニ トF ,. }フA. =ルア ミ. /

に対 して ェ ネルギー物質 の爆尭危険性 評 缶 1 ) のス タ リー1 1‑ /〆Z i t 故を適用 した括柴を報告す

る｡

t

の7ルカル境 は

0 0年の初頭か ら知 られ てお りI J , m l ま分析的

) .無煙火薬の消炎好 ) .耐馳 伝爆薬mな どとして挽肘 された｡

2.

実 験

t 試 料

1

鮒 年

月2 3日受理

● 如谷火工薬 斡 技術開発七 ･ /クー

〒

秋川市菅生大沢

4

T

I + 北京理工大学化学工程系

〒10仰81

中国北京市 白石横路

号

++ ' 東京大学工学部反応化学科

〒

東京市文京区本

1

m l

l東 京 化 成 ㈱ 製 の

, 6水 分 を 含 む 筑 薬

石RDO

を凪乾 した後, さらにデシケータ中 で シ リカyJ レ‑ C聴放 して用いた｡合成に用いた酢酸 カ

I

)ウム, ア七 ト' /及びェタノールl 王統薬一級品を用い た｡ K

の方法7 ) に よって乾

N D と酢 鹸 カ 1 )サムを7l t ト' /とェクノールの混合液中で室温 で

分間反応 させて持た｡反応扱.混合掛 こ 沈澱が生 成す るま{･ 水を加 え.冷却 して生成 した K

の沈 段をみず戸別 した｡

及び酢酸 カ リウム

g

用いて得た

の収

理飴収率)で あ った｡

2.2

豪放叢t

DS

C 裳 伍は セイ コー電子鞠 の

型を用 い.

データ解析は同社のデス クステー シ l )･

で 行い,密封 セルは同社の ステ ' /レス鋼鞍 の

E E D≠セル を使用 した｡廿火性妖輸箸 としては アセチ レンガス着 火用のセ l Jウムー鉄火花着火常 ( 正英産業! 臥 商品名 T 7

ックライ ター)及び家庭用簡易小 ガス炎火J L( 東海軌 チ 十 ツカマ ン)を用いた｡落つい紬 軌

e J I こ奴定 された

k g及び特製の

k Sの落ついを持つ落つい妖 染抜を用いた｡

2.3

実験方法

SC‑DSC

及び放血着火性筑鼓 は文献○ ) に したが って 行 った｡落つい耽軌は拭料 の世 き方は

の方法 l O I に申 じて行 い,判 定 は発光 ( 血 s h ) , 火 花 .爆 音 及 び悠虎 に よるススの発生 した ものを侍 とした｡ ススの 発生 しない洗科の分解 も一応換肘の対 象 と したが括局

K6gya KayaktJ.Vol.52.No.2.1991 ‑L21

‑

不嬢 とした｡低まに上るススの発生 とススの発生 しな い分解を見分けるために.打撃後の円筒 コt 7の 目視検 査及び写共振形を行 . ?た｡

3.

括黒と考痕 3.1

m 及びEHm の

C鵡走のチャ‑ トを図

及び

に,並理 された結果を

と図

に示 した｡

SC‑DSC

の法条か ら次の ような知見が得 られ る｡

肌 の乱 如 1文献6 ) では 40 0 ℃以上 となっているが

Cの 績 柴から I 13 40 ℃雀鹿 と考えられ る｡

及びKH

の

の結果を比較す る と.

のア ミノ水索を 7 ミ′カリウムに変えることに よって 駿点が約8 0℃上昇する｡

肌

は0. 7 4 E B以上の試料丑を使用 して

を行 うと分解がは じまってか らの反応が非常に遠 く,

‑(42Q/dtZ)

町 は 25 0mw/ m i n以上 とな り,分解熱 ( Q

ES

C )は約 0. 7 3‑0.

7kc a Vg とほぼ一定となって しまう｡

250 300

TE

350

0

1 5D 25 0 350 15 0

TEW COTeating)

F i g.

KH

e

l o

iz

0･ 7 4 喝 巾) 0･ 5 6 q

‑エ

22‑ エ薬火薬

1 50

50

1 50

TE

N

PCC

HND(0.99

E n S)

l o

)

● . (

O o o . ′ ■

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/●

′

∫ I

/ ' ′ o＼ 一 一 一 ^. 一 一 一 〇 ^○

. /

●. ' ー I l

0. 5 1･ 0 1･ S Sn pl

o J

IotofQDSCaZld‑bg

(

2)

弧nPlem assof

K

Ql x s c

, ●: ‑l o g(

2

また,拭科丑を

喝 よ り少丑に した粟島{. は

82

Qf

d

2 ) . M

m

血 以下 とな り,分解熱

)

‑

と増大 し,ほぼ一定の値 となってい る｡

このことは,密封セル内で汲 しい熱分解が起こると.

分解

熱が

装樫に よって.必ず しもすべて換 出されないことを示 している｡ これは,

)

W があるを度以上に大 きな時には

t x s cが小さ い 僅 とな る こ とか ら判 断 で きる｡ 今 回 の突 放 I CI t,

KXND

の駄科丑を

喝以下を用いた場合の分解熱 が妥当な償であると思われ る｡

HN D及びE m D の

SCIDSC

分解熱は

程 度である ｡

ePJ〇

S O

I

I

打撃感度

型落つ い釈放蛾を用い .

M式開披打撃法を

用いて打撃感度妖艶 を行った｡

3.2.IKHN

E)の落つい廠虎

JZ B及び

JCの妖輸血を用いたEH

の落つい妖 艶の 結果は , この物充の感度がテト1)ルやピタ lJI/ 酸 よりは鈍感で

mと同専なことを示したl)｡しかし. この程鹿の感度の物寅に対する落つい感度釈放の倍蛎 性については疑問があるの

) . さらに

小型 ギ十ツナ

朕験を用いて確薩す る必要がある｡ 駄科丑を1 0 喝 と

t z Cの

つの

TPble

l R e s

C( He a

l o t/ m in)

2

〜

) ‥ x

(℃ )

(mv/miA) HND 0.9

9 256 1.25 RHⅣD

0.137 334 i.09 KHND 0.353 334 1.12 f(H打D 0.56 334

i.15 KHND 0.74

340 0.77 KHⅣD 1

.173350.73KHⅣD 1.443340.7544 ‑00.89LL)60 8 L n1 3 2･ 4 6

‑

l 一

‑ 一 一 l Fig.4 Photo訂aphofth esaJnpleso

nthe

蜘 也e血 中hanEEd

t e s t

(

就料

喝の方が. ミラ

ツキは少なかった｡拭科

の乗敦の方が見かけ

上敏感であるという結果が出たが, I (ラツキの大 き

さを考慮すれば有意差はない｡バラツ 牛の少ない

z

z B妖料丘を採用 した方がよいであろ う｡

本東映にみ

られた ように, 落つい就験で未反応の飲 料が円筒 コ戸上

に残るような場合には, 部分的な反応 が起 こったこと

をもって煤 と判定する方法が より倍額 性の高い方法 とし

て用い得る｡部分反応 と昔 との相関 もある程度存在す

る｡ この方法が有効かどうかは.香 用例を広げることと小型ギャッ

プ試鼓 との相関をみる ことによって将来は っき りするであろ う｡

の 落つい釈放の判定は拭換後の円荷 コpの目視検査及び 写

其投掛 こよって行った｡その写英を

に示 した｡

20

回

の昇降法に よ. ?て行った結果である｡上下

佃の 円筒

コPが

姐で.上は上の コt ,の下面.下は下の 7 pの上

面である｡乗験は左上から右に行われ.さらに

左下に移 り.右に向って行われたものである｡完全に 爆発 したものは

少いが,部分的に反応 したものも反応 した部分はス

スになって燃焼が起 ったことを示 してい る｡ これら

は煤 と判定 した

K

は反応が起 こる と確実に軽焼に至る性fE をもっていることがわかる.

3HN.2.

Dを開披

の落つい打撃感度鉄幹

式落つい感度妖鼓にかけると目視検査 及び写其振掛 こ

よって

地所の分解挙動を示す ことが

わかる｡一つは部分的な淡い

Table2 RestJltsoEdrophammertestoEKHNDaJldHND Sample KHJ

d t ) .

,

NDb bass lob舌 30mg lOr

nB lOl叩 fun l〇gH FRCEhrd l〇gtJ 肝 ENd l○clljtJdeo

' l〇gHjuJcer

l I.6 0.8 Y l

.3 0.4 Y 0.7 Y 1.3 Y 2 1.5 0.O

N l.2 0.0 Ⅳ 0.6 p‑ 1.2 Ⅳ 3 1.6 0.7 Y l.3 0.6 Y 0.7 Y 1.3 Ⅳ 4 1.5 0.0 Ⅳ l.2 0.0 Ⅳ 0.6 Y

l.4 Ⅳ 5 1.6 0.7 Y 1.3 1.O Y

0.5 Ⅳ 1.5 Ⅳ 6 1.5 0.7 Y 1.2

0.5 Ⅳ 0.6 Ⅳ l.6 Y 7 1.4 0.O N

I.1 0.2 Ⅳ 0.7 Y LS Y

8 1.5

0.0 Ⅳ 1.0 0.0 Ⅳ 0.6 Ⅳ L.J N 9 1.6 0.O N 1.1 0.1 N 0.7 Y l.5 Y 10 I.7 0.7 Y 1.0 0.0 Ⅳ 0.6 N L

.4 肘

l l

.7 td I.S N 12 1.5 0.2 N 1.0 0

.0 Ⅳ 0.8 Y l.6 Ⅳ l3 I.4 0.O N

l.L O.O N 0.7 Y 1.7 Y 14 l.5 0.6 Y l.2 0.0 Ⅳ 0.6 Ⅳ l.6 Ⅳ 15 1.4 0.O N l.3 0.0 Ⅳ 0.7 N

L7 Y l6 LS D.O N 1.4 0.0 Ⅳ 0.

8 N l.6 Ⅳ 17 i.6 0.O N LS LO Y

0.9 Y 1.7 打 tB I.ー 0.9 Y 1

.4 0.5 Y 0.8 Y 1.8 Y 19 1.6 0.5 Y

l.3 0.O N 0.7 Ⅳ 1.7 Y 20 1.

5 0.0 Ⅳ l.4 0.6 Y 0.8 Y 1.6 N L〇号H

sq 1.54 1.22 0.69 1.55

t l se

l○cEs

○ 1.23 0.91 0.74 1.60

■く1〇g

H一 〇 一

OZ reactedalBa(soot) A)NolsebyexpLoslonofsa叩lo e)JtJJ

帥 n)Ontbyllsht docoDPOSilionTeactlorL f)JtJJceEbOn

tbysootfoTrDatlorl 4.

線

KHN

D及び 輪

を耐熱爆薬及びその筋尽体 のモデ ル物質としてエネルギー物質のスクt )‑l i

l /グ妖故 と して帯者らが推奨する

C‑DSC

,打野尻故及び 政見

蔚火性拭故を行った｡この

結果

と

は分 解魚瓜は同年であるが

,分解温度はカ1 )サム域の方が 拓 く.一九 着火後の捻鹿の放 し

さは

の方ず

･ 'と大きいことがわかった｡着火性は両者共に同年で あるが.打撃感度は

の方がた

かい｡

K

は

E d 上の試料丑を用いて

C封定を 行 うと.

密封セルの中での分解が速すぎて.正 しい分 解点

t x s c)は求められなかった｡試料

喝以

下ではゆるやかに分解 して.適切な値 と思われる

z x i Cが得られた｡ 文

I

献

rris,K.Lee,M.M.

Stinedpher

aJldHIH･Harden,‑ExplosiyesSyn･

t

Tdble 3 Resdtsofmicm ignitabilitytests

C〇一bP○uJlds FC‑Ce spark tesSpaTk H zM S t○t. SDaLL eas H aETIDe t○ lBrLitDe t○St.

i〇m lBniH ○n

(see)

HⅣD >20 7 (LDH d

burninB)

HドD >20 6(zzH

lJ butrLing)

HND >20

6(DH J burnir)g)

KHh.D >20

4 (○xpLs. bu川 ihB)

JHtⅣD >2

0 3 (expLs. buThirLg)

KHND >20 4 (8XPLs. btlTT

tlrle) 51

,Ⅹ

印刷中

3

)書田忠雄,和田有司.蕃沢俊地.細谷文夫.田村

昌三

｢エネルギー物耳の打歩･ 折撃感度妖験に飼 す

る考察 ｣,災藩の研究

投稿中

Jld0.E.ShefEield.lEn･

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ART27

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38)

6)北J I I 赦三.高輪一二三

消炎剤の研究 ( Ⅹ Ⅰ ) 消炎 剤の燃焦熱及生成熱｣.ニ火租

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1

6 8 ) 8) 日本工 薬規格. ｢火薬

類性能試換方法｣,

9

)菅田息*.田村 火工晶の安全｣

昌三編者.｢ 反応性化学物質 と

及び

,大成出版社

(

1

88)

10)

青田忠地腐乱

化学薬品の

安全

.大成 出版社

1

82)

ll) 波多野 日出男.菅沢二千六,矢稔英邸,和E E l 有 司.田村良三.細谷文夫.青田息堆.｢高感度物

質の安全性肝缶 (I) び

SC妖

高感度物質の着火性.落球及

｣,工薬火薬

99 0)印 刷中

12

)青田息堆.大内博史.伊地知哲郎,武井秀一.井 上沌堆.田村良三

｢不安定物照の低速妖故の研 究

O法 と

法

災車の研究

( 1 9

83)

SynthesesofHeat‑resistantNitro‑compoundsandTheirEstimation ofExplosion(Ⅱ)

SC‑DSC,ImpactSensidvity,andlgnitabilityTestofKHND.

byFumioHOSOYA●,Ki

n gX

FujirokuYOSHIZAWA●'',MasamitsuTAMURA'暮',aJ)d TadaoYOSHⅡ)AH●

Potassiun h

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