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Synthesis and Properties of Two Energetic Salts Based on 1-Amino-2-nitroguanidine

2014; Brazilian Chemical Society; Linguagem: Português

10.5935/0103-5053.20140226

1678-4790

Xinghui Jin, Bingcheng Hu, Zuliang Liu,

Thermal and Kinetic Analysis

Dois materiais energéticos, ricos em nitrogênio, baseados em 1-amino-2-nitroguanidina foram sintetizados.O comportamento térmico, propriedades termo-dinâmicas, estruturas eletrônicas e propriedades de detonação foram investigados.As curvas de calorimetria exploratória diferencial (DSC) mostram que 1-amino-2-nitroguanidina 2,4,5-trinitroimidazol (sal 1) pode ser usado como lançador de explosivos.Essas curvas permitem a determinação dos parâmetros termodinâmicos medidos como energia de ativação (E k , sal 1, 282,1 kJ mol -1 ; sal 2, 116,2 kJ mol -1 ; E o , sal 1, 275,0 kJ mol -1 ; sal 2, 116,9 kJ mol -1 ), entropia de ativação (ΔS ≠ , sal 1, 395,7 J mol -1 K -1 ; sal 2, 5,8 J mol -1 K -1 ), entalpia de ativação (ΔH ≠ , sal 1, 278,7 kJ mol -1 ; sal 2, 113,1 kJ mol -1 ), energia livre de ativação (ΔG ≠ , sal 1, 117,6 kJ mol -1 ; sal 2, 110,9 kJ mol -1 ), calor de formação (ΔH f 0 , sal 1, 264,7 kJ mol -1 ; sal 2, 487,6 kJ mol -1 ), temperatura crítica de explosão térmica (T b , sal 1, 412,3 K; sal 2, 388,9 K) implicam que os sais sintetizados são seguros o suficiente durante o estoque ou uso; em vista da pressão de detonação (P, sal 1, 30,2 GPa; sal 2, 29,1 GPa) e da velocidade de detonação (D, sal 1, 8398 m s -1 ; sal 2, 8334 m s -1 ), acredita-se que os dois sais baseados em 1-amino-2-nitroguanidina possuem potencial para serem usados como materiais energéticos.Two nitrogen-rich energetic materials based on 1-amino-2-nitroguanidine were synthesized.The thermal behavior, thermodynamic properties, electron structures and detonation properties were investigated.The dynamic (DSC) curves show that 1-amino-2-nitroguanidinium 2,4,5-trinitroimidazole (salt 1) can be used as cast explosives.These curves allow determination of their melting points and thermodynamic parameters such as activation energy (E k , salt 1, 282.1 kJ mol -1 ; salt 2, 116.2 kJ mol -1 ; E o , salt 1, 275.0 kJ mol -1 ; salt 2, 116.9 kJ mol -1 ), entropy of activation (ΔS ≠ , salt 1, 395.7 J mol -1 K -1 ; salt 2, 5.8 J mol -1 K -1 ), enthalpy of activation (ΔH ≠ , salt 1, 278.7 kJ mol -1 ; salt 2, 113.1 kJ mol -1 ), free energy of activation (ΔG ≠ , salt 1, 117.6 kJ mol -1 ; salt 2, 110.9 kJ mol -1 ), heat of formation (ΔH f 0 , salt 1, 264.7 kJ mol -1 ; salt 2, 487.6 kJ mol -1 ) and critical temperature of thermal explosion (T b , salt 1, 412.3 K; salt 2, 388.9 K), suggesting that the synthesized salts are safe enough during storage or usage.In view of the detonation pressure (P, salt 1, 30.2 GPa; salt 2, 29.1 GPa) and detonation velocity (D, salt 1, 8398 m s -1 ; salt 2, 8334 m s -1 ), it is predicted that both 1-amino-2-nitroguanidine-based salts have the potential to be the useful energetic materials.