JPH10316487A - 爆薬の衝撃感度の感知方法 - Google Patents
爆薬の衝撃感度の感知方法Info
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- JPH10316487A JPH10316487A JP11999097A JP11999097A JPH10316487A JP H10316487 A JPH10316487 A JP H10316487A JP 11999097 A JP11999097 A JP 11999097A JP 11999097 A JP11999097 A JP 11999097A JP H10316487 A JPH10316487 A JP H10316487A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ニトラミン化合物よりなる爆薬の爆薬感度の簡
単な感知方法を提供することを目的とする。 【構成】ニトラミン化合物よりなる爆薬において、該化
合物の孤立分子（真空中）でのＮ-ＮＯ2結合の長さＤ1
と結晶中でのＮ-ＮＯ2の結合の長さＤ2とし、Ｄ1とＤ2
の差δＤを求めδＤの総和から前記ニトラミン化合物よ
りなる爆薬の衝撃感度を感知する方法である。
単な感知方法を提供することを目的とする。 【構成】ニトラミン化合物よりなる爆薬において、該化
合物の孤立分子（真空中）でのＮ-ＮＯ2結合の長さＤ1
と結晶中でのＮ-ＮＯ2の結合の長さＤ2とし、Ｄ1とＤ2
の差δＤを求めδＤの総和から前記ニトラミン化合物よ
りなる爆薬の衝撃感度を感知する方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はニトラミン化合物よ
りなる爆薬の衝撃感度を感知する方法に関する。
りなる爆薬の衝撃感度を感知する方法に関する。
【０００２】
【従来技術】従来よりＮ-ＮＯ2結合を有する一連のニト
ラミン系化合物は高性能を有する爆薬として広く知ら
れ、近年、特にエアバッグ用爆薬として用いられてい
る。このニトラミン系化合物のうち、代表的な化合物と
してテトラメチレンテトラニトラミン（別称オクタヒド
ロ-１，３，５，７-テトラゾシン（通称ＨＭＸ））があ
る。この化合物はＮ-ＮＯ2結合部分を４個有し、結晶構
造の相違によってα、β、γ、δの４種が存在し、それ
ぞれの構造式は化学式１に示される通りである。
ラミン系化合物は高性能を有する爆薬として広く知ら
れ、近年、特にエアバッグ用爆薬として用いられてい
る。このニトラミン系化合物のうち、代表的な化合物と
してテトラメチレンテトラニトラミン（別称オクタヒド
ロ-１，３，５，７-テトラゾシン（通称ＨＭＸ））があ
る。この化合物はＮ-ＮＯ2結合部分を４個有し、結晶構
造の相違によってα、β、γ、δの４種が存在し、それ
ぞれの構造式は化学式１に示される通りである。
【０００３】
【化１】
【０００４】これらの化合物の衝撃感度は結晶系によっ
て異なり、δ体が最も衝撃感度が大きく、β体が衝撃感
度が最も低く安定である。この衝撃感度の順を示すと、
次のとおりである。 β＜＜α＜γ＜δ このように結晶系によって衝撃感度が異なるが、結晶系
の違いと衝撃感度との関係を知る試みは未だなされてお
らず、従って、結晶系よりその化合物の衝撃感度を予知
することはなされていなかった。
て異なり、δ体が最も衝撃感度が大きく、β体が衝撃感
度が最も低く安定である。この衝撃感度の順を示すと、
次のとおりである。 β＜＜α＜γ＜δ このように結晶系によって衝撃感度が異なるが、結晶系
の違いと衝撃感度との関係を知る試みは未だなされてお
らず、従って、結晶系よりその化合物の衝撃感度を予知
することはなされていなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者はニ
トラミン化合物の結晶系による衝撃感度の相違について
検討した結果、結晶中の分子のＮ-ＮＯ2結合の距離Ｄ2
が結晶系により異なることを見出し、孤立分子（真空
中）でのＮ−ＮＯ2結合の距離Ｄ1（分子軌道法により算
出）とＤ2との差δＤの総和がニトラミン化合物よりな
る爆薬の衝撃感度と密接に関連するとの知見を得、この
知見に基づいて本発明を完成したもので、本発明はニト
ラミン化合物よりなる爆薬の衝撃感度を前記δＤの総和
から感知する方法を提供することを目的とする。
トラミン化合物の結晶系による衝撃感度の相違について
検討した結果、結晶中の分子のＮ-ＮＯ2結合の距離Ｄ2
が結晶系により異なることを見出し、孤立分子（真空
中）でのＮ−ＮＯ2結合の距離Ｄ1（分子軌道法により算
出）とＤ2との差δＤの総和がニトラミン化合物よりな
る爆薬の衝撃感度と密接に関連するとの知見を得、この
知見に基づいて本発明を完成したもので、本発明はニト
ラミン化合物よりなる爆薬の衝撃感度を前記δＤの総和
から感知する方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、ニトラ
ミン化合物よりなる爆薬において、該化合物の孤立分子
（真空中）でのＮ-ＮＯ2結合の長さＤ1と結晶中でのＮ-
ＮＯ2の結合の長さＤ2とし、Ｄ1とＤ2の差δＤを求めδ
Ｄの総和から前記ニトラミン化合物よりなる爆薬の衝撃
感度を感知する方法である。
ミン化合物よりなる爆薬において、該化合物の孤立分子
（真空中）でのＮ-ＮＯ2結合の長さＤ1と結晶中でのＮ-
ＮＯ2の結合の長さＤ2とし、Ｄ1とＤ2の差δＤを求めδ
Ｄの総和から前記ニトラミン化合物よりなる爆薬の衝撃
感度を感知する方法である。
【０００７】即ち、Ｎ-ＮＯ2結合のＮ-Ｎ結合軸が互い
に平行に配置されているとき、δＤの値が最も大きく変
化し、この配置或いはそれに近い配置をしている場合に
はＮ-ＮＯ2結合の中点間の距離が小さいほどδＤの値が
大きく変化し、これはＮ-ＮＯ2結合が周囲に存在する他
の分子の影響で、短縮されていることを意味する。例え
ば、ＨＭＸについてみるに、α、β、γ、δＨＭＸの各
結晶におけるＮ-ＮＯ2結合の長さは分子軌道計算による
孤立分子に対する計算値よりＸ線回折によって実測する
値が短くなっており、その理由は結晶中ではＮ-ＮＯ2結
合が周囲に存在する他のＨＭＸ分子の影響で短縮されて
いる。ＨＭＸの各結晶におけるδＤの大きさを比較する
と次のようになり大体衝撃感度の順序に対応する。 β＜＜α〜δ＜γ そこで、他のニトラミン化合物についてもδＤを計算し
表１に示した。表１におけるΣδＤは分子中の全てのＮ
-Ｎ結合のδＤ値の和を示し、ｄは各分子のδＤの平均
値である。なお、表中Ｏｂｓは実測値、δＤは計算値と
実測値との差、δＤｍａｘはその差の最大値である。
に平行に配置されているとき、δＤの値が最も大きく変
化し、この配置或いはそれに近い配置をしている場合に
はＮ-ＮＯ2結合の中点間の距離が小さいほどδＤの値が
大きく変化し、これはＮ-ＮＯ2結合が周囲に存在する他
の分子の影響で、短縮されていることを意味する。例え
ば、ＨＭＸについてみるに、α、β、γ、δＨＭＸの各
結晶におけるＮ-ＮＯ2結合の長さは分子軌道計算による
孤立分子に対する計算値よりＸ線回折によって実測する
値が短くなっており、その理由は結晶中ではＮ-ＮＯ2結
合が周囲に存在する他のＨＭＸ分子の影響で短縮されて
いる。ＨＭＸの各結晶におけるδＤの大きさを比較する
と次のようになり大体衝撃感度の順序に対応する。 β＜＜α〜δ＜γ そこで、他のニトラミン化合物についてもδＤを計算し
表１に示した。表１におけるΣδＤは分子中の全てのＮ
-Ｎ結合のδＤ値の和を示し、ｄは各分子のδＤの平均
値である。なお、表中Ｏｂｓは実測値、δＤは計算値と
実測値との差、δＤｍａｘはその差の最大値である。
【０００８】
【表１】
【０００９】また、これらの化合物の衝撃感度は実施例
の表のデ−タで比較すると、次のような順になった。 ＤＭＮ＜＜ＯＨＭＸ〜β-ＨＭＸ＜ＲＤＸ＜＜α-ＨＭＸ
＜γ-ＨＭＸ＜δ-ＨＭＸ なお、ＤＭＮは、ジメチルニトラミンを、ＯＨＭＸはジ
メチルテトラニトロトリメチレンテトラミンを表し、Ｈ
ＭＸはテトラメチレンテトラニトラミンを、ＲＤＸはヘ
キサハイドロトリニトロトリアジンを表す。これらよ
り、上記化合物の衝撃感度は分子中のΣδＤに対応する
ことがわかった。従って、結晶中におけるＮ-ＮＯ2結合
の長さを知ることによって一連のニトラミン化合物の衝
撃感度を感知することができるとの知見を得た。換言す
ると、ニトラミン化合物中のＮ-ＮＯ2結合は圧縮される
ことによって爆発初期過程の引き金となるエネルギーを
貯蔵していることになる。
の表のデ−タで比較すると、次のような順になった。 ＤＭＮ＜＜ＯＨＭＸ〜β-ＨＭＸ＜ＲＤＸ＜＜α-ＨＭＸ
＜γ-ＨＭＸ＜δ-ＨＭＸ なお、ＤＭＮは、ジメチルニトラミンを、ＯＨＭＸはジ
メチルテトラニトロトリメチレンテトラミンを表し、Ｈ
ＭＸはテトラメチレンテトラニトラミンを、ＲＤＸはヘ
キサハイドロトリニトロトリアジンを表す。これらよ
り、上記化合物の衝撃感度は分子中のΣδＤに対応する
ことがわかった。従って、結晶中におけるＮ-ＮＯ2結合
の長さを知ることによって一連のニトラミン化合物の衝
撃感度を感知することができるとの知見を得た。換言す
ると、ニトラミン化合物中のＮ-ＮＯ2結合は圧縮される
ことによって爆発初期過程の引き金となるエネルギーを
貯蔵していることになる。
【００１０】分子動力学計算により、このＮ-ＮＯ2結合
部分に貯蔵されているエネルギーが分子内でどのように
移動するかを調べたところ、環状分子では、このエネル
ギーは分子内を自由に移動できるが、線状分子では、極
く限られた範囲でしか移動できないことが明らかになっ
た。従って、ニトラミン化合物中のＮ-ＮＯ2結合は２つ
の役割を有すると考えられる。即ち、圧縮されることに
より生じるエネルギーの貯蔵と、そのエネルギーが分子
内を移動していく過程で特定のＮ-ＮＯ2に集合すること
により爆薬の爆発初期過程の引き金になる（いわゆるｈ
ｏｔ ｓｐｏｔになる）ことである。従って、ニトラア
ミン化合物におけるＮ-ＮＯ2結合距離の差δＤを結晶内
で知ることが出来れば爆薬の衝撃感度を感知することが
できる。
部分に貯蔵されているエネルギーが分子内でどのように
移動するかを調べたところ、環状分子では、このエネル
ギーは分子内を自由に移動できるが、線状分子では、極
く限られた範囲でしか移動できないことが明らかになっ
た。従って、ニトラミン化合物中のＮ-ＮＯ2結合は２つ
の役割を有すると考えられる。即ち、圧縮されることに
より生じるエネルギーの貯蔵と、そのエネルギーが分子
内を移動していく過程で特定のＮ-ＮＯ2に集合すること
により爆薬の爆発初期過程の引き金になる（いわゆるｈ
ｏｔ ｓｐｏｔになる）ことである。従って、ニトラア
ミン化合物におけるＮ-ＮＯ2結合距離の差δＤを結晶内
で知ることが出来れば爆薬の衝撃感度を感知することが
できる。
【００１１】このＮ−ＮＯ2結合のδＤは、結晶中にあ
る他の分子のＮ−ＮＯ2結合との距離および相互の配向
（配置）に大きく左右されることが分子軌道計算でわか
った。現実のニトラミン化合物の結晶中のＮ−ＮＯ2結
合の相互の位置関係を調べたところ、表２に示すような
結果となり、この結果は上述の分子軌道計算の結果と非
常に良く一致することがわかった。
る他の分子のＮ−ＮＯ2結合との距離および相互の配向
（配置）に大きく左右されることが分子軌道計算でわか
った。現実のニトラミン化合物の結晶中のＮ−ＮＯ2結
合の相互の位置関係を調べたところ、表２に示すような
結果となり、この結果は上述の分子軌道計算の結果と非
常に良く一致することがわかった。
【００１２】
【表２】
【００１３】従って、結晶中でのＮ-ＮＯ2結合の間の距
離Ｄ2を求め、孤立分子中でのＮ−ＮＯ2結合の距離Ｄ1
を分子軌道法により算出すれば、Ｄ1とＤ2との差δＤの
総和から衝撃感度を知ることができる。従って、衝撃感
度を知る上において結晶中のＮ-ＮＯ2結合の距離Ｄ2の
値を知ることは極めて重要なことであり、この値はＸ線
回折により実測するか、或いは結晶環境下での分子軌道
計算による近似値によって求めることが出来る。なお、
この近似値は極めて精度の高い値として求められる。ま
た、Ｎ−ＮＯ2基の相互配置を実現するように例えばメ
チル基、エチル基、或いは水素結合できるメチロ−ル基
等を適当に側鎖に導入することによって該化合物の衝撃
感度を感知しうると共に、更に所望の衝撃感度を有する
化合物を分子設計することが出来る。
離Ｄ2を求め、孤立分子中でのＮ−ＮＯ2結合の距離Ｄ1
を分子軌道法により算出すれば、Ｄ1とＤ2との差δＤの
総和から衝撃感度を知ることができる。従って、衝撃感
度を知る上において結晶中のＮ-ＮＯ2結合の距離Ｄ2の
値を知ることは極めて重要なことであり、この値はＸ線
回折により実測するか、或いは結晶環境下での分子軌道
計算による近似値によって求めることが出来る。なお、
この近似値は極めて精度の高い値として求められる。ま
た、Ｎ−ＮＯ2基の相互配置を実現するように例えばメ
チル基、エチル基、或いは水素結合できるメチロ−ル基
等を適当に側鎖に導入することによって該化合物の衝撃
感度を感知しうると共に、更に所望の衝撃感度を有する
化合物を分子設計することが出来る。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明により衝撃感度を感知しう
る爆薬のニトラミン化合物としては上述のテトラメチレ
ンテトラニトラミン（ＨＭＸ）の外、ヘキサハイドロト
リニトロトリアジン（ＲＤＸ）、ジニトロペンタメチレ
ンテトラミン等の置換基としてニトラミン基を１〜複数
個有する脂肪族及び脂環式化合物を挙げることが出来
る。
る爆薬のニトラミン化合物としては上述のテトラメチレ
ンテトラニトラミン（ＨＭＸ）の外、ヘキサハイドロト
リニトロトリアジン（ＲＤＸ）、ジニトロペンタメチレ
ンテトラミン等の置換基としてニトラミン基を１〜複数
個有する脂肪族及び脂環式化合物を挙げることが出来
る。
【００１５】これらの化合物の衝撃感度は、先ず孤立分
子（真空中）でのＮ-ＮＯ2結合の長さＤ1を求めるが、
この値は、其の方法自体は公知の分子軌道法の計算によ
って求める。また、結晶中のＮ-ＮＯ2の長さＤ2はＸ線
回折によって実測する値を用いるか、或いは結晶環境下
での分子軌道計算による近似値を用いる。得られたＤ1
及びＤ2よりδＤを算出する。そして分子中の総てのＮ-
Ｎ結合についてδＤを求め、其の総和（ΣδＤ）より衝
撃感度を測定して衝撃の性能を知ることができる。
子（真空中）でのＮ-ＮＯ2結合の長さＤ1を求めるが、
この値は、其の方法自体は公知の分子軌道法の計算によ
って求める。また、結晶中のＮ-ＮＯ2の長さＤ2はＸ線
回折によって実測する値を用いるか、或いは結晶環境下
での分子軌道計算による近似値を用いる。得られたＤ1
及びＤ2よりδＤを算出する。そして分子中の総てのＮ-
Ｎ結合についてδＤを求め、其の総和（ΣδＤ）より衝
撃感度を測定して衝撃の性能を知ることができる。
【００１６】
【実施例】次に実施例をもって具体的に本発明を説明す
る。 実施例１ 下記の表に示すニトラミン化合物について、先に述べた
分子軌道法によってＮ-ＮＯ2結合の長さＤ1を計算によ
って求め、続いてＸ線回折によって結晶中のＮ-ＮＯ2の
長さＤ2を実測した。其の結果を下記の表に示す。ま
た、これらの化合物の衝撃感度について測定した。衝撃
感度の測定方法としては落鎚感度試験によって行った。 ニトラミン化合物 ΣδＤ 衝撃感度 δ-ＨＭＸ ０．２９３ ２．７６ β-ＨＭＸ ０．２７２ ７．５９ ＲＤＸ ０．２４９ ６．６３ ＯＨＭＸ ０．２３１ ８．８３ ＤＭＮ ０．０６１ 火薬としての性質を示さず 上記の結果よりΣδＤと衝撃感度とが対応することがわ
かった。
る。 実施例１ 下記の表に示すニトラミン化合物について、先に述べた
分子軌道法によってＮ-ＮＯ2結合の長さＤ1を計算によ
って求め、続いてＸ線回折によって結晶中のＮ-ＮＯ2の
長さＤ2を実測した。其の結果を下記の表に示す。ま
た、これらの化合物の衝撃感度について測定した。衝撃
感度の測定方法としては落鎚感度試験によって行った。 ニトラミン化合物 ΣδＤ 衝撃感度 δ-ＨＭＸ ０．２９３ ２．７６ β-ＨＭＸ ０．２７２ ７．５９ ＲＤＸ ０．２４９ ６．６３ ＯＨＭＸ ０．２３１ ８．８３ ＤＭＮ ０．０６１ 火薬としての性質を示さず 上記の結果よりΣδＤと衝撃感度とが対応することがわ
かった。
【００１７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明おいてはニト
ラミン化合物のＮ-ＮＯ2結合の長さについて、孤立分子
の値Ｄ1と結晶環境下での値Ｄ2との差δＤを知ることに
よって該化合物の衝撃強度を感知することができ、更
に、例えばメチル基、エチル基、或いは水素結合できる
メチロ−ル基等を適当に側鎖に導入することによってδ
Ｄを調製し、所望の衝撃感度を有する化合物を分子設計
しうるのでその効果は大である。
ラミン化合物のＮ-ＮＯ2結合の長さについて、孤立分子
の値Ｄ1と結晶環境下での値Ｄ2との差δＤを知ることに
よって該化合物の衝撃強度を感知することができ、更
に、例えばメチル基、エチル基、或いは水素結合できる
メチロ−ル基等を適当に側鎖に導入することによってδ
Ｄを調製し、所望の衝撃感度を有する化合物を分子設計
しうるのでその効果は大である。
Claims (1)
- 【請求項１】 ニトラミン化合物よりなる爆薬におい
て、該化合物の孤立分子（真空中）でのＮ-ＮＯ2結合の
長さＤ1と結晶中でのＮ-ＮＯ2の結合の長さＤ2とし、Ｄ
1とＤ2の差δＤを求めδＤの総和から前記ニトラミン化
合物よりなる爆薬の衝撃感度を感知する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11999097A JPH10316487A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | 爆薬の衝撃感度の感知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11999097A JPH10316487A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | 爆薬の衝撃感度の感知方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10316487A true JPH10316487A (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=14775178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11999097A Pending JPH10316487A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | 爆薬の衝撃感度の感知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10316487A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104122199A (zh) * | 2014-07-29 | 2014-10-29 | 广东宏大爆破股份有限公司 | 一种用于测试炸药撞击感度的落锤仪 |
| CN112759495A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-05-07 | 中国科学技术大学 | 一种气体分子嵌入cl-20的主客体炸药及其制备方法 |
| CN116298178A (zh) * | 2023-03-29 | 2023-06-23 | 北京航天试验技术研究所 | 含能材料测试系统及方法 |
-
1997
- 1997-05-09 JP JP11999097A patent/JPH10316487A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104122199A (zh) * | 2014-07-29 | 2014-10-29 | 广东宏大爆破股份有限公司 | 一种用于测试炸药撞击感度的落锤仪 |
| CN112759495A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-05-07 | 中国科学技术大学 | 一种气体分子嵌入cl-20的主客体炸药及其制备方法 |
| CN116298178A (zh) * | 2023-03-29 | 2023-06-23 | 北京航天试验技术研究所 | 含能材料测试系统及方法 |
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