Pentrit

Pentrit je výkonná a citlivá trhavina, predovšetkým na vojenské a špeciálne použitie. Pentrit, presným chemickým označením pentaerythrittetranitrát je silnou výbušninou, bežne označovanou skratkou PENT, PETN, PENTA alebo TEN.

Pentrit
Pentrit
Pentrit
Všeobecné vlastnosti
Sumárny vzorec	C5H8N4O12
Systematický názov	1,3-Dinitrato-2,2-bis(nitratometyl)propán
Fyzikálne vlastnosti
Molárna hmotnosť	316,137 g/mol
Teplota topenia	141,3 °C
Hustota	1,77 g/cm3
Ďalšie informácie
Číslo CAS	78-11-5
Pokiaľ je to možné a bežné, používame jednotky sústavy SI. Ak nie je hore uvedené inak, údaje sú za normálnych podmienok.
Chemický portál

Výbušné vlastnosti
Detonačná rýchlosť	7420 ms-1 pri 1,5 gcm-3 7910 ms-1 pri 1,62 gcm-3 8350 ms-1 pri 1,73 gcm-3 8500 ms-1 lisovaný v oceľovej rúrke
Detonačný tlak	MPa
Výbuchová teplota	4230 °C
Výbuchové teplo	6 401 kJkg-1 iný údaj 5795 kJkg-1
Objem plynov	768 dm3kg-1 iný údaj 790 dm3kg-1
Pracovná schopnosť v olovenom valci	500 cm3 utesnenie pieskom 560 cm3 utesnenie vodou 170% TNT
Pracovná schopnosť v balistickom mažiari	146% TNT
Citlivosť na náraz	25 cm, 2 kg (podľa Kasta)
Teplota vzbuchu	205-225 °C

Základné fyzikálne a chemické vlastnosti

Chemicky je pentrit štvormocný nitroester alkoholu pentaerythritolu o sumárnom zložení C(CH₂ONO₂)₄. Je to biela kryštalická látka s kryštalickou hustotou 1,77g/cm3 a teplotou topenia 141,4 °C. Pri tejto teplote sa začína samovoľne rozkladať, takže sa nedá odlievať. Spracováva sa flegmatizovaný lisovaním.

Vo vode je pentrit prakticky nerozpustný (0,01g v 100g vody pri 50 °C) a zle sa rozpúšťa v bežných nepolárnych rozpúšťadlách ako benzín alebo tetrachlórmetán. Z obvyklých organických rozpúšťadiel je najlepšie rozpustný v acetóne (15 g v 100g acetónu pri 20 °C, 55g v 100g acetónu pri 60 °C) dobre sa rozpúšťa aj v dimetylformamide (40g v 100g roztoku pri 40 °C, 70g v 100g roztoku pri 100 °C). Chemicky je značne stály, nehydrolyzuje ani dlhodobejším pôsobením vody alebo slabých alkalických vodných roztokov.

Použitie

Ako výbušnina patrí pentrit k najcitlivejším výbušninám a v niektorých ohľadoch má takmer vlastnosti traskavín. Je veľmi citlivý na mechanický impulz, v čistom stave sa citlivosťou blíži nitroglycerínu. Je citlivý na trenia a veľmi citlivý na iniciáciu detonáciou (detonuje od 0,01g azidu a od rozbušky č.8 detonuje pri obsahu 40% vody). V suchom stave sa ľahko elektrizuje. Súčasne je ale veľmi brizantný a dlhodobo chemicky stabilný.
Čistý (alebo len slabo flegmatizovaný) pentrit sa používa ako sekundárna náplň v rozbuškách a na výrobu niektorý druhov bleskovíc. Flegmatizovaný voskom (5-10%) sa používa na výrobu počinových náloží a detonátorov v munícii. Flegmatizovaný voskom (10-20%) alebo plastickými hmotami (trhaviny typu PBX) sa používa aj ako trhavá náplň streliva pre malokalibrové kanóny (obvykle len do kalibru 30mm). Pre plnenie munície väčších kalibrov sa nehodí. Používa sa na výrobu zmesných trhavín (pentolity). Významné použitie našiel aj pri výrobe plastických trhavín, obsahujú ho napríklad niektoré druhy známej plastickej trhaviny Semtex. Používa sa aj ako prímes do niektorých typov strelných prachov a tuhých raketových pohonných hmôt.

Výroba

Pentaerythrit sa pripravuje z acetaldehydu pôsobením formaldehydu za prítomnosti vápenného mlieka (alebo aj NaOH). Po skončení reakcie sa pridáva kyselina sírová a siran vápenatý sa odfiltruje. Produkt sa zahustí vo vakuu a rekryštalizuje z vodného roztoku.

Základom výroby je priama esterifikácia alkoholu pentaerythritolu kyselinou dusičnou podľa rovnice:

C(CH₂OH)₄ + 4HNO₃ → C(CH₂ONO₂)₄ + 4H₂O

Použiva sa vysoko koncentrovaná kyselina dusičná o koncentrácii okolo 98%. Reakcia sa robí postupným dávkovaním alkoholu do kyseliny dusičnej za neustáleho intenzívneho chladenia tak, aby teplota reakčnej zmesi neprekročila 25 °C. Po ukončení reakcie sa zmes vyleje do studenej vody, kde sa pentrit vyzráža vo forme malých bielych kryštálikov, odfiltruje sa, premýva vodou a za tepla roztokom uhličitanu sodného až do zásaditej reakcie. Po odfiltrovaní z práčky sa vlhký surový pentrit rozpustí v zahriatom acetóne s malým prídavkom uhličitanu sodného. Roztok sa filtruje a v niekoľkých krokoch postupne riedi vodou a zahrieva až na 100 °C, pričom sa vylučuje čistý pentrit. Pary acetónu sa odsávajú a recyklujú.

Po rekryštalizácii sa pentrit flegmatizuje montánnym voskom - do flegmatizátoru sa dáva postupne voda zahriata na 85 °C, pentrit, farbivo a vosk. Obsah sa mieša cca 10 minút, potom sa ochladí na 70 °C a filtruje. Po odfiltrovaní sa premýva studenou vodou a suší v teplovzdušnej sušiarni pri 70 °C. Pritom sa niekoľkokrát preosieva.

Neflegmatizovaný pentrit pre výrobu zmesných výbušnín sa ponecháva s obsahom vody cca 10% a tak sa i spracováva.