Новости химической науки > Новое бризантное ВВ с высокой термической стабильностью

Химики из Университета Людвига Максимиллиана (Мюнхен, Германия) разработали новое бризантное взрывчатое вещество, которое обладает существенно более высокой термической стабильностью, чем обычно применяющийся тетранитропентаэритрит (пентрит), и по этой причине новая взрывчатка безопаснее в хранении и обращении.

Рисунок из Eur. J. Org. Chem.. doi: 10.1002/ejoc.201403265

Дизайн взрывчатых веществ организован таким образом, чтобы их можно было считать резервуаром, запасающим большой объем энергии, который может высвободиться внезапно «по требованию». Таким образом, соединения, которые мы хотим использовать в качестве взрывчатых веществ, должны быть достаточно устойчивыми, чтобы не произошла незапланированная детонация, а также медленное разложение ВВ при их долгосрочном хранении. Очевидно, что чем выше такая устойчивость, тем меньшую опасность взрывчатые вещества представляют для персонала, работающего с ними.

Пентрит, эфир азотной кислоты представляет собой широко используемое на практике бризантное взрывчатое вещество, однако его чувствительность к трению и толчкам оставляет желать лучшего. В исследовательской группе профессора Томаса Клапотке (Thomas M. Klapötke) синтезировано и испытано новое производное пентрита, которое отличается большей термической устойчивостью, чем сам пентрит.

В отличие от пентрита, новый материал не относится к эфирам азотной кислоты – это бризантное ВВ было получено в две стадии с помощью нитрования карбамата. Полученное Клапотке высокоэнергетическое вещество, получившее название пентаэритриттетранитрокарбамат [pentaerythritol tetranitrocarbamate (PETNC)], можно отнести к нитрокарбаматам. Карбамат, выступавший в качестве исходного реагента для получения PETNC, был синтезирован в мягких условиях из соответствующих спиртов в присутствии каталитических количеств хлорсульфонилизоцианата [chlorosulfonylisocyanate (CSI)]. Как отмечает Клапотке, разработанный протокол синтеза отличается такими преимуществами, как высокая скорость получения целевого продукта и возможность его настройки. Исследователь уверен, что предложенный в его лаборатории подход в перспективе позволит разработать целый класс новых материалов.

Как и пентрит, PETNC представляет собой бризантное ВВ, для детонации которого нужно инициирующее взрывчатое вещество. Лабораторные испытания показали, что если пентрит плавится при 141&geg;C, и его термически инициированное разложение начинается при достижении 165°C, PETNC остается стабильным до 196°C.

Клапотке добавляет, что PETNC отличается не только большой устойчивостью к воздействию температур, этот материал также практически нечувствителен к трению и более устойчив к ударам, а эти обстоятельства уже могут стать основанием для перспектив практического применения PETNC. Для проверки взрывчатой способности нового вещества, его взрывали в специальных металлических устройствах с помощью обычного детонатора серийного образца и измеряли степень деформации металла. Оказалось, что взрывчатая сила PETNC лишь немного уступает взрывчатой силе пентрита, что в целом соответствует предсказаниям мюнхенских пиротехников, сделанных на основании квантово-химического моделирования свойств PETNC.

Источник: Eur. J. Org. Chem. doi: 10.1002/ejoc.201403265

метки статьи: #высокоэнергетические вещества, #химическая технология