Hochenergetische Materialien - Thermisch stabiler, sicherer zu lagern

01.12.2014

LMU-Chemiker haben einen Sekundärsprengstoff entwickelt, der deutlich temperaturstabiler ist als PETN. Sprengstoffe müssen möglichst temperaturstabil sein, damit sie bei der Lagerung kein unnötiges Sicherheitsrisiko darstellen. Sie könnten ansonsten zu früh zünden oder sich zersetzen. Bei dem gängigen Explosivstoff PETN, der zur Gruppe der Nitratester gehört, ist die Schlag- und Reibeempfindlichkeit hoch. Die Arbeitsgruppe von Professor Thomas M. Klapötke am Department für Chemie der LMU hat nun einen neuartigen Sprengstoff entwickelt, der thermisch stabiler ist.

Die Abbildung zeigt die Kristallstruktur des neuartigen Materials Pentaerythritoltetranitrocarbamat.

Darüber berichten die Forscher aktuell in der Fachzeitschrift European Journal of Organic Chemistry. Die LMU-Chemiker haben das neuartige Material Pentaerythritoltetranitrocarbamat, kurz PETNC, auf der Basis eines Nitrocarbamats synthetisiert. Bei der Synthese haben sie Chlorosulfonylisocyanat (CSI) genutzt. „Diese Methode hat viele Vorteile, unter anderem eine kurze Reaktionszeit. Sie könnte den Weg für eine Vielzahl neuer Materialien eröffnen“, sagt Thomas M. Klapötke. PETNC ist wie PETN ein sekundärer Sprengstoff, dessen Sprengkraft durch einen primären Explosivstoff, zum Beispiel durch eine Zündung, initiiert wird. Wie die Versuche der LMU-Chemiker im Labor zeigen, ist der neu entwickelte Stoff PETNC thermisch sehr stabil. Während PETN bei 141 Grad Celsius schmilzt und sich bei 165 Grad Celsius zersetzt, ist PETNC bis zu 196 Grad Celsius stabil.

„Der neue Sprengstoff PETNC ist nicht nur thermisch stabiler, sondern auch wesentlich weniger schlagempfindlich als PETN und überhaupt nicht reibeempfindlich. Das sollte zu einer deutlich sichereren Handhabung beitragen“, sagt Klapötke. Um die Leistungsfähigkeit des neuartigen Materials im Labor zu testen, haben die Chemiker den Explosivstoff in einen Stahlblock gegeben und mit einem Zünder versehen. Anhand des Ausmaßes, wie sich Aluminium, das unter dem Stahlblock platziert war, verbeulte, konnten sie die Detonationsparameter berechnen. Sie liegen geringfügig unter der Leistung von PETN.

Publikation: European Journal of Organic Chemistry