Characterization of DMNB, a detection agent for explosives, by thermal analysis and solid state NMR

Abstract

The thermal properties of 2,3-dimethyl-2,3-dinitrobutane (DMNB), a detection agent for explosives, have been determined by DSC measurements. Additionally, the results of an NMR study are compared with conclusions arrived at in the literature with regard to the source of two endotherms observed in the DSC. The thermal decomposition of DMNB is characterized by an exotherm with an energy in excess of 3 kJ g⁻¹, observed in conjunction with a third endotherm resulting from the fusion of DMNB. Arrhenius parameters determined from both variable heating rate and isothermal measurements in the DSC are compared with predicted values assuming various mechanisms for the decomposition process.

Zusammenfassung

Mittels DSC-Messung wurden die thermischen Eigenschaften von 2,3-Dimethyl-2,3-Dinitrobutan (DMNB), einem Nachweismittel für Explosivstoffe ermittelt. In Ergänzung dazu wurden die Ergebnisse einer NMR-Untersuchung mit in der Literatur beschrie-benen Schlußfolgerungen bezüglich des Ursprunges von zwei in der DSC beobachteten Endothermen verglichen. Die thermische Zersetzung von DMNB ist durch eine Exotherme mit einer Überschußenergie von 3 kJ g⁻¹ gekennzeichnet, die in Verbindung mit der dritten Endothermen beobachtet wurde, die vom Schmelzen des DMNB herrührt. Die im DSC sowohl über eine unterschiedliche Aufheizgeschwindigkeit als auch über isotherme Messungen bestimmten Arrhenius'schen Parameter wurden mit vorausgesagten Werten verglichen, wobei für den Zersetzungsprozeß verschiedene Mechanismen angenommen wurden.