Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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TKX-50 (Dihydroxylammonium-5,5'-bistetrazolyl-1,1'-diolat) ist instabile organische Verbindung, die sowohl als ein Vertreter der Stoffgruppe der Tetrazole als auch organisches Hydroxylaminsalz gesehen werden kann. Der Stickstoffgehalt im Molekül beträgt 59,3 %.
Geschichte
editDie erste Synthese und Charakterisierung der Verbindung erfolgte in der Arbeitsgruppe von Thomas M. Klapötke an der Universität München. Die Ergebnisse wurden im Jahr 2012 publiziert.[2]
Gewinnung und Darstellung
editDie Herstellung der Verbindung erfolgt durch die Umsetzung von 5,5'-Bistetrazolyl-1,1'-diol (BTO) mit Hydroxylamin. Die Ausgangsverbindung BTO kann relativ einfach aus Glyoxal, Hydroxylamin, Chlor und Natriumazid erhalten werden.[3]
Eigenschaften
editTKX-50 ist ein kristalliner Feststoff, der keinen Schmelzpunkt zeigt. Die Verbindung ist thermisch instabil. DSC-Messungen zeigen oberhalb von 215 °C eine exotherme Zersetzungsreaktion mit einer Zersetzungswärme von −2200 kJ·kg−1 bzw. −520 kJ·mol−1.[4][3][5] Die Standardbildungsenthalpie basierend auf Messungen mittels Verbrennungskalorimetrie beträgt 473 kJ·mol−1.[6] Die Verbindung ist mechanisch empfindlich gegenüber Schlag und Reibung. Wichtige Explosionskennzahlen sind:
Explosionsrelevante Eigenschaften Sauerstoffbilanz −27,1 %[3] Explosionswärme 6029 kJ·kg−1 %[3] Explosionstemperatur 3957 K[3] Detonationsgeschwindigkeit 9687 m·s−1[3] Detonationsdruck 425 kbar[3] Normalgasvolumen 846 l·kg−1[3] Schlagempfindlichkeit 20 J[3] Reibempfindlichkeit 120 N[3]
Verwendung
editWegen der höheren Leistung wie der Detonationsgeschwindigkeit und des Detonationsdrucks im Vergleich zum Beispiel zu RDX oder HMX, der sehr geringen Schlagempfindlichkeit, sowie der relativ einfachen Synthese ist die Verbindung als neuer Sekundärsprengstoff interessant.[2]
Literatur
edit- Thomas M. Klapötke: TKX-50: A Highly Promising Secondary Explosive. In: Djalal Trache, Fouad Benaliouche, Ahmed Mekki (Hrsg.): Materials Research and Applications, Select Papers from JCH8-2019. Springer Nature Singapore Pte Ltd., 2021, ISBN 978-981-15-9222-5, S. 1–91, doi:10.1007/978-981-15-9223-2.
- Thomas M. Klapötke: Chemistry of High-Energy Materials. 5th Edition, Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston 2019, ISBN 978-3-11-062438-0, S. 305–311.
Weblinks
editEinzelnachweise
edit- ^ Li-Bai Xiao u. a. (2016-01-01), "Thermal behavior and safety of dihydroxylammonium 5,5′-bistetrazole-1,1′-diolate", Journal of Thermal Analysis and Calorimetry (in German), vol. 123, no. 1, pp. 653–657, doi:10.1007/s10973-015-4830-7
- ^ a b Niko Fischer, Dennis Fischer, Thomas M. Klapötke, Davin G. Piercey, Jörg Stierstorfer (2012), "Pushing the limits of energetic materials – the synthesis and characterization of dihydroxylammonium 5,5′-bistetrazole-1,1′-diolate", Journal of Materials Chemistry (in German), vol. 22, no. 38, pp. 20418–20422, doi:10.1039/C2JM33646D
{{citation}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) - ^ a b c d e f g h i j US 0
- ^ Hu Niu, Shusen Chen, Qinghai Shu, Lijie Li, Shaohua Jin (2017-09-15), "Preparation, characterization and thermal risk evaluation of dihydroxylammonium 5, 5′-bistetrazole-1, 1′-diolate based polymer bonded explosive", Journal of Hazardous Materials (in German), vol. 338, pp. 208–217, doi:10.1016/j.jhazmat.2017.05.040
{{citation}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) - ^ Dilip Badgujar, Mahadev Talawar (2017), "Thermal and Sensitivity Study of Dihydroxyl Ammonium 5,5′-Bistetrazole-1,1′-diolate (TKX-50)-based Melt Cast Explosive Formulations", Propellants, Explosives, Pyrotechnics (in German), vol. 42, no. 8, pp. 883–888, doi:10.1002/prep.201600168
- ^ D. Fischer, V. Golubev, T. M. Klapötke, J. Stierstorfer: Synthesis and Characterization of Novel High-Nitrogen Secondary Explosives. In: Tagungsband die 21. Kalorimetrietage : Braunschweig, 27.-29. Mai 2015 / Veranstalter Gesellschaft für Thermische Analyse e. V., Physikalisch-Technische Bundesanstalt. ISBN 978-3-944659-02-2 (Abstract).