HMTD

Strukturformel
Allgemeines
Name	Hexamethylentriperoxiddiamin
Andere Namen	1,6-Diaza-3,4,8,9,12,13-hexaoxa bicyclo[4,4,4]tetradecan (IUPAC) HMTD
Summenformel	C6H12N2O6
CAS-Nummer	283-66-9
Kurzbeschreibung	kristalliner, weißer Feststoff
Eigenschaften
Molare Masse	208,1 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Löslichkeit	schlecht löslich in Aceton und Wasser
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung [1] keine Einstufung verfügbar R- und S-Sätze R: siehe oben S: siehe oben
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Hexamethylentriperoxiddiamin, häufig als HMTD abgekürzt, ist eine organische Verbindung, ein Amin mit 3 Peroxygruppen. Nach IUPAC-Nomenklatur heißt die Verbindung 1,6-Diaza-3,4,8,9,12,13-hexaoxabicyclo[4,4,4]tetradecan.

Geschichte

Hexamethylentriperoxiddiamin wurde erstmals 1885 von L. Legler in Dresden aus Ammoniak und Lampensäure hergestellt.^[2] Im Jahr 1900 gelang Baeyer und Villiger die Darstellung aus Ammoniumsulfat, Formaldehyd und Wasserstoffperoxid. Conway Freiherr von Girsewald aus Berlin-Halensee meldete es im Jahre 1912 als Initialsprengstoff zum Patent an und entwickelte ein noch heute angewendetes Verfahren zur Synthese.

Gewinnung und Darstellung

Die Darstellung erfolgt nach dem 1912 erstmals beschriebenen Verfahren durch Umsetzung von Hexamethylentetramin mit Wasserstoffperoxid und Citronensäure als Katalysator. Bei der Herstellung ist zu beachten, dass die Reaktion stark exotherm verläuft. Wenn die Temperatur ansteigt, verringert sich zunächst die HMTD-Bildung, bei zu hohen Temperaturen kann es bereits bei der Synthese zur Explosion kommen.

Eigenschaften

Reines Hexamethylentriperoxiddiamin ist ein kristalliner, weißer Feststoff. Die Verbindung ist in Wasser und den meisten organischen Lösungsmitteln nur schwer löslich. Wie die meisten organischen Peroxide ist es sehr instabil, bereits heißes Wasser führt zur Zersetzung des Peroxids unter Sauerstoffentwicklung. Getrocknetes Hexamethylentriperoxiddiamin ist äußerst instabil; die Einwirkung von Schlag, Hitze, Reibung oder Funken kann zu einer explosionsartigen Zersetzung führen. Bei Druck mit Metallspateln oder anderen harten Gegenständen explodiert das Peroxid regelmäßig. Bei UV-Lichteinwirkung kann das Peroxid spontan explodieren. Auf Grund seiner Eigenschaft, bei Kontakt mit Metallen größere Kristalle zu bilden, die beim Brechen detonieren, was zu einer Kettenreaktion mit dem übrigen HMTD führt, sollte es niemals in Metall-Behältern gelagert werden oder längere Zeit mit Metall in Berührung kommen. HMTD bildet diese Kristalle auch bei längerer Lagerung (mehr als 3-4 Tage), daher ist es ebenfalls für die kommerzielle Verwendung unbrauchbar.

Ca. 2 g HMTD in einem Uhrglasschälchen

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Bildungsenergie	−1610,6 kJ/kg
Bildungsenthalpie	−1729,7 kJ/kg
Sauerstoffbilanz	−92,2 %
Stickstoffgehalt	13,46 %
Normalgasvolumen	1247 l/kg
Explosionswärme	3369 kJ/kg (H2O (l)) 3128 kJ/kg (H2O (g))
Spezif. Energie	855 kJ/kg (87,2 mt/kg)
Bleiblockausbauchung	33 cm3 (ähnlich der Pikrinsäure)
Verpuffungspunkt	200 °C (Zersetzung ab 149 °C, Explosion ab 130 °C möglich)
Detonationsgeschwindigkeit	4500–5100 m/s
Schlagempfindlichkeit	0,6 Nm

Verwendung

HMTD wurde als Initialsprengstoff für unempfindlichere Sprengstoffe erprobt und erwies sich dabei dem Quecksilberfulminat als überlegen. In offener Anhäufung verpufft es auch in größeren Mengen (einige Gramm) nur, während es bei geringem Einschluss oder gar gepresst bereitwillig durchdetoniert. Es fand aber trotzdem keine praktische Verwendung, da es hitzeempfindlich und instabil gegen Feuchtigkeit ist. Es ist weniger schlagempfindlich als viele andere Initialsprengstoffe, besitzt jedoch eine erhebliche Sprengkraft und zerkleinert im Sand-Test etwa 2,5- bis dreimal mehr Sand als Quecksilberfulminat. HMTD explodiert beim sogenannten Fallhammerversuch bereits mit einem 2 kg schweren Fallhammer aus einer Fallhöhe von 10 cm.

Sicherheitshinweise

Hexamethylentriperoxiddiamin ist ein Initialsprengstoff und daher besonders explosionsgefährlich. Es kann durch erhöhte Temperatur, Zündquellen oder mechanische Einwirkung wie Reibung oder Stoß zur Explosion kommen, aber auch, wenn es UV-Strahlung oder Sonnenlicht ausgesetzt wird. Ebenso kann es bei Kontakt mit anderen chemischen Verbindungen, insbesondere mit Metallen, oder bereits durch eigene Zersetzungsprodukte bei längerer Lagerung detonieren. Beim Umgang sind größte Vorsicht und Sorgfalt walten zu lassen und besondere Vorkehrungen zu treffen. Auch unter Wasser gelagert ist es explosionsfähig, zersetzt sich jedoch bereits bei Raumtemperatur langsam. Der Umgang mit mehr als Kleinstmengen ist unverantwortlich, da die Gefahr einer Spontanreaktion allgegenwärtig ist.

Recht

HMTD unterliegt dem Sprengstoffrecht (insbesondere der Erlaubnispflicht der § 7 und 27 Sprengstoffgesetz, sofern keine Ausnahmen für Forschung und Lehre nach der 1. Verordnung zum Sprengstoffgesetz greifen).

Literatur

• Alfred Stettbacher: Die Schieß- und Sprengstoffe., 2. Auflage Leipzig 1933

1. ↑ In Bezug auf ihre Gefährlichkeit wurde die Substanz von der EU noch nicht eingestuft, eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
2. ↑ L. Legler, Ber. 1885, 18, 3343–3351