Journal of thermal analysis

, Volume 8, Issue 1, pp 15–26 | Cite as

Explosive sensitivity of methylammonium perchlorates

  • P. R. Nambiar
  • V. R. Pai Verneker
  • S. R. Jain
Article

Abstract

The explosive sensitivity of methylammonium perchlorates has been investigated by differential thermal analysis, thermogravimetric analysis, mass spectrometry and explosion delay experiments. The decomposition temperature of these compounds increases in the order CH3NH3ClO4>(CH3)2NH2ClO4>(CH3)3NHClO4. The activation energy shows the reverse order, indicating thereby that the stability increases with increasing substitution. Mass spectrometric investigation, however, suggests an increasing reactivity with increasing substitution. A possible explanation for such behaviour is proposed. It appears that explosion delay is correlated with thermal decomposition and impact sensitivity.

Résumé

On a étudié la sensibilité explosive des perchlorates de méthylammonium par ATD TG, spectrométrie de masse et expériences de retard à l'explosion. La température de décomposition de ces composés augmentedans l'ordre suivant: CH3NH3CIO4>(CH3)2NH2ClO4> >(CH3)3NHClO4. L'énergie d'activation suit un ordre inverse indiquant une augmentation de la stabilité des composés avec le degré de substitution. L'étude par spectrométrie de masse permet en plus de conclure que l'augmentation de la substitution entraîne une réactivité plus grande. On propose une explication de ce comportement. Il semble que le retard à l'explosion soit en corrélation avec la décomposition thermique et la sensibilité d'impact.

Zusammenfassung

Die Explosionsempfindlichkeit von Methylammoniumperchlorat wurde durch DTA, TG und Massenspektrometrie, sowie durch Explosionsverzögerungsversuche untersucht. Die Zersetzungstemperatur der Verbindungen nimmt in der Reihenfolge CH3NH3ClO4 >(CH3)2NH2ClO4 >(CH3)3NHClO4 zu. Die Aktivierungsenergiezunahme verläuft entgegengesetzt, was dafür spricht, daß die Stabilität mit steigender Substitution wächst. Die massenspektrometrische Prüfung hingegen zeigt zunehmende Reaktivität mit steigender Substitution. Eine mögliche Erklärung der experimentellen Ergebnisse wurde gegeben. Es scheint, daß die Explosionsverzögerung mit der thermischen Zersetzung und Stoßempfindlichkeit in Zusammenhang ist.

Резюме

Было проведено иссле дование чувствительности вз рываемости различны х метилзамещенных метилзамещенных перклората аммония с помощью дифференциа льного термического анализ а, термогравиметричес кого анализа, масс-спе ктрометрии и экспериментов с заме дленным взрывом. Температура разложения этих соед инений увеличивается в ряду CH3NH3ClO4 >(CH3)2NH2ClO4>(CH3)3NHClO4. Однако, энерг ии активации имеют обратный порядок в этом ряду, по казывая тем самым, что стабильность изучен ных соединений увеличивается с увел ичением числа метиль ных групп. Вместе с тем, масс-спек трометрические исследования указыв ают на увеличение реа кционной способности при пере ходе от моно- к ди- и триметилза мещенным перклората аммония. Предложено наиболее вероятное объяснение такого по ведения. Кажется, что з ащищенный взрыв имеет тенденци ю к корреляции с термиче ским разложением и уд арной чувствительностью.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. 1.
    M. Stammler, R. Bruenner, W. Schmidt andD. Orcutt, Advan. X-Ray Anal., 9 (1966) 170.Google Scholar
  2. 2.
    J. L. Mack andG. B. Wilmot, J. Phys. Chem., 71 (1967) 2155.Google Scholar
  3. 3.
    W. A. Guillory andM. King, J. Phys. Chem., 73 (1969) 4367.Google Scholar
  4. 4.
    W. G.Schmidt, NASA Contract Report 1969, NASA-CR-66757, p. 54.Google Scholar
  5. 5.
    G. V. Ivanov, A. M. Viktorenko andA. G. Tereshchenko, Izv. Vysshykh Ucheb. Zavedenii, Khim. i. Khim. Tekhnol., 15 (1972) 1628.Google Scholar
  6. 6.
    R. L. Datta andN. R. Chatterjee, J. Chem. Soc., 115 (1919) 1006.Google Scholar
  7. 7.
    W. E. Garner, Chemistry of the Solid State, Butterworths Scientific Publications, London, 1955. p. 266.Google Scholar
  8. 8.
    V. R. Pai Verneker andL. Avrami, J. Phys. Chem., 72 (1968) 778.Google Scholar
  9. 9.
    B. M. Fung, J. Phys. Chem., 72 (1968) 4708.Google Scholar
  10. 10.
    K. Tori, T. Iwata, K. Aony, M. Ohtsuru andT. Nakagawa, Chem. Pharm. Bull. Japan, Tokyo, 15 (1967) 329.Google Scholar
  11. 11.
    S. R. Jain andP. R. Nambiar, Indian J. Chem., 12 (1974) 1087.Google Scholar
  12. 12.
    S. P. Agrawal andJ. P. Agrawal, Indian J. Chem., 7 (1969) 1264.Google Scholar
  13. 13.
    P. R. Nambiar, V. R. Pai Verneker andS. R. Jain, J. Thermal Anal., 7 (1975) 587.Google Scholar
  14. 14.
    R. Gilbert andP. W. M. Jacobs, Can. J. Chem., 49 (1971) 2827.Google Scholar
  15. 15.
    P. W. M.Jacobs and A. R. T.Kureishy, J. Chem. Soc., (1964) 4718.Google Scholar
  16. 16.
    P.Sykes, A Guidebook to Mechanism in Organic Chemistry, Longmans, 1961, pp. 15, 48.Google Scholar
  17. 17.
    J. V. Davies, P. W. M. Jacobs andA. Russel Jones, Trans. Faraday Soc., 63 (1967) 1737.CrossRefGoogle Scholar
  18. 18.
    P. D. Garn, Thermoanalytical Methods of Investigation, Academic Press, New York, 1965. p. 224.Google Scholar
  19. 19.
    V. R. Pai Verneker, M. McCarthy Jr. andJ. N. Maycock, Thermochim. Acta, 3 (1971) 37.Google Scholar
  20. 20.
    G. S. Pearson, Advan. in Inorg. and Radio Chemistry, 8 (1966) 177.Google Scholar
  21. 21.
    S. P. Tang andJ. B. Fenn, J. Phys. Chem., 77 (1973) 1940.Google Scholar

Copyright information

© Wiley Heyden Ltd., Chichester and Akadémiai Kiadó, Budapest 1975

Authors and Affiliations

  • P. R. Nambiar
    • 1
  • V. R. Pai Verneker
    • 1
  • S. R. Jain
    • 1
  1. 1.Department of AeronauticsIndian Institute of ScienceBangaloreIndia

Personalised recommendations