Бризантность по обжатию свинцового столбика 17 мм (тротил 16 мм, гексоген — разрушение)
Чувствительность в сплавленном состоянии ниже, чем в порошке. В присутствии пикратов чувствительность значительно возрастает.
Чувствительность к удару по сравнению с тротилом по одним данным ниже, а по другим — выше, в зависимости от условий испытаний. При испытании грузом 10 кг и высотой падения 25 см частость взрывов 24—32 % (тротил 4—8 %, гексоген 79—80 %, тэн 100 %)
При трении между твёрдыми материалами (сталь, чугун) порошок детонирует, между цветными металлами детонация не возникает.
При простреле свободно насыпанного порошка винтовочной пулей воспламеняется
При простреле замкнутых оболочек с плавленным тринитрофенолом может быть выгорание, частичная или полная детонация в зависимости от характера оболочки и заряда. Чем прочнее оболочка, тем вероятнее детонация.
Чувствительность к нагреву
Температура, °C
Задержка до взрыва, с
350
1,5
315
5,5
277
26,3
267
50,3
260
не детонирует
Инициирование взрыва
Детонирует от капсюля-детонатора. Восприимчивость снижается с возрастанием плотности прессованного и ещё ниже у плавленного тринитрофенола:
при плотности 1580 кг/м³ (давление прессования 1500 кг/см²) детонирует от капсюля с 0,4 г гремучей ртути
при плотности 1680 кг/м³ (давление прессования 2900 кг/см²) необходим капсюль с 0,65 г гремучей ртути
для плавленного необходим капсюль с 3 г гремучей ртути, но на практике такими не пользуются и применяется промежуточный детонатор.
для различных условий масса азида свинца для инициирования 0,03-0,24 г
Свойства при нагревании
При нагревании в различных условиях:
при 122,5 °C плавится без разложения, в жидком состоянии жёлто-бурого цвета
при медленном нагревании слабо возгоняется
в свободном состоянии при 183 °C большой индукционный период до начала разложения, при уменьшении объёма для паров индукционный период уменьшается.
при 230 °C индукционный период до начала разложения отсутствует
температура воспламенения 300 °C — 310 °C, в свободном состоянии сгорает без вспышки. Горит спокойно, сильно коптящим пламенем, с плавлением. Даже большие массы (порядка 100 кг) могут спокойно гореть, если при этом расплав свободно растекается.
при быстром нагревании в замкнутой оболочке до 300 °C взрывается
Опасность в производстве и применении
Взрыв пикриновой кислоты в 1887 на фабрике в Манчестере был вызван образованием пикратов во время пожара. Расплавленная от пламени пикриновая кислота попала на литопон, в результате чего образовался пикрат свинца. Он послужил детонатором, от которого взорвалась пикриновая кислота.
Пожар и взрыв в 1900 на фабрике в Хаддерсфилде (Hudders-field) был вызван образованием пикрата железа на паровых трубах. При ремонте от удара пикрат железа загорелся и пламя распространилось на сушилку пикриновой кислоты.
На одной из фабрик во Франции вдоль железнодорожных путей образовались полосы пыли пикриновой кислоты. Значительное содержание кальция во влажной почве повлекло образование пикрата кальция. В жаркую сухую погоду он высох и вызвал пожар вдоль всех путей, по которым перемещали пикриновую кислоту.
Получение
Нитрование фенола
Тринитрофенол может быть получен прямым нитрованием фенола в концентрированной азотной кислоте:
C6H5OH + 3HNO3 = C6H2(NO2)3OH +3H2O
При этом идёт сильный разогрев, который приводит к разрушению и осмолению фенола, образованию различных побочных продуктов. Выход тринитрофенола низкий, в процессе происходит значительное разбавление кислоты. Тем не менее, этот способ был основным в период до и во время Первой мировой войны. Процесс осуществлялся в керамических горшках и обычно без перемешивания, поскольку растворы кислот корродировали металлы и загрязняли готовый продукт пикратами. Регулирование температуры также было затруднительно. Для преодоления недостатков этого способа были разработаны и нашли применение в производстве другие способы.
Получение тринитрофенола из фенола
Эти способом тринитрофенол получается из фенола последовательной обработкой серной и азотной кислотами. На первой стадии происходит сульфирование фенола до моно- и дисульфофенола:
C6H5OH + H2SO4 = C6H4(SO3H)OH +H2O
C6H4(SO3H)OH + H2SO4 = C6H3(SO3H)2OH +H2O
На второй стадии идёт нитрование сульфофенолов с образованием тринитрофенола:
Процесс также проводился в керамических горшках, стадии проводились последовательно. По сравнению с прямым нитрованием этот способ имеет как преимущества (меньшая опасность, отсутствие продуктов разложения фенола, более высокий выход), так и недостатки (значительно больший расход кислот). У этого способа много технологических разновидностей, которые можно объединить в две группы:
нитрование в относительно слабых растворах кислот с применением избытка серной кислоты на первой стадии, последующего разбавления и обработкой 65%-ной азотной кислотой (обычный способ) или натриевой селитрой («французский способ»).
нитрование в относительно крепких растворах кислот (метод Каста и его вариации). Крепкие кислоты позволяли использовать металлические аппараты с регулированием температуры и перемешиванием. По методу Каста сульфирование фенола проводилось в 20%-ном олеуме при соотношении 1:4 при температуре 90 — 100 гр C в течение 5 часов, при этом образовывался дисульфофенол. Реакционная масса разбавлялась серной кислотой с плотностью 1,84 г/см³ (95,6 %), а затем проводилась нитрация азотной кислотой с плотностью 1,46 г/см³ (80 %) либо серно-азотной смесью.
Получение из бензола через хлорбензол
Процесс проводится в несколько стадий, некоторые оказались достаточно сложны в производстве и метод долго отрабатывался и получил распространение в период и после Первой мировой войны. 1. Хлорирование бензола до монохлорбензола:
C6H6 + Cl2 = C6H5Cl + HCl
2. Нитрования монохлорбензола до динитрохлорбензола смесью серной и азотной кислот:
4. Омыление динитрофенолята натрия серной кислотой с получением динитрофенола:
2 C6H3(NO2)2ONa + H2SO4 = 2 C6H3(NO2)2OH + Na2SO4
5. Получение тринитрофенола обработкой смесью серной и азотной кислот:
C6H3(NO2)2OH + HNO3 = C6H3(NO2)3OH + H2O
Практический выход тринитрофенола 1,6 тонны на 1 тонну бензола (54 % от теоретического). Недостаток способа — большие отходы растворов соляной кислоты.
Применение
Применение взрывчатых свойств
Тринитрофенол стал первым мощным кристаллическим бризантным взрывчатым веществом, получившим широкое военное и гражданское применение. Снаряжение им артиллерийских снарядов создало новый класс бризантных боеприпасов, обладающих значительно более высокими ударно-разрушительными характеристиками, чем применявшиеся до этого пороха и взрывчатые составы. В конце XIX века и в первой половине XX века применялся в значительных количествах. После Второй мировой войны практически не применяется. Продолжают применяться пикраты аммония (Explosive D) и свинца. С применением тринитрофенола разработано много практических и теоретических рецептур порохов и взрывчатых веществ:
Неоднородные взрывчатые составы, в которых частицы тринитрофенола сплавлялись в блок веществом с более низкой температурой плавления (например, тротилом) (Патент Германии 69897 (1892))
В Российской империи мелинит из-за несчастного случая при испытаниях за несколько лет до русско-японской войны был запрещен к использованию. Эффективность японских снарядов привела к тому, что в спешном порядке промышленность освоила снаряды с мелинитом, но до войск в ходе этой войны они не дошли, а уже вскоре после её окончания для снаряжения снарядов был принят чуть уступающий по мощности, но зато превосходящий мелиниты в безопасности обращения тол.
компонент окрашивающего раствора Ван Гизона (Van Gieson) в гистологии.
Травитель в металловедении
Антисептическое средство
Общеалкалоидный осадительный реактив
Пигмент для пометки лабораторных животных
Экология
Тринитрофенол имеет очень горький вкус. Пыль раздражает дыхательные пути. Продолжительное вдыхание и контакт со слизистыми и кожей ведут к поражению почек, кожным болезням. Слизистые оболочки глаз приобретают характерный жёлтый цвет.
Мифы
Русско-японская война породила несколько мифов об используемой японцами взрывчатке, шимозе. Снаряды, начиненные шимозой, взрывались при ударе о любое препятствие, давая грибовидное облако удушливого дыма и большое количество осколков, то есть имели ярко выраженный фугасный эффект. Русские снаряды, начиненные пироксилином, такого эффекта не давали, хотя и отличались лучшей бронебойностью. Столь заметное превосходство японских снарядов над русскими по фугасности породило несколько распространенных мифов:
Мощность взрыва шимозы в разы (приводятся цифры превосходства в 4-ре и более раз) сильнее пироксилина.
Использование шимозы было техническим превосходством Японии, из-за которого Россия потерпела военно-морские поражения.
Шимоза это тоже самое, что и «лиддит», и «мелинит».
