Initiating ability of salts of 5,5 -azotetrazole and their mixtures with oxidants

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The AzT salts are interesting as perspective oxygen-free, high-enthalpy, and low-sensitivity components of energetic compositions. The possibility of deflagration-to-detonation transition in salts of 5,5-azotetrazole with the nitrogenous bases (hydrazine, hydroxylamine, and triaminoguanidine) is investigated. It is shown that in the copper tubes in enclosed and semienclosed volume, combustion of salts of 5,5-azotetrazole of hydrazine and triaminoguanidine transitions to the convective burning regime without transition to detonation. These salts do not exhibit the initiating ability for PETN. Only the salt of 5,5-azotetrazole with hydroxylamine exhibit such an initiating ability, for which the minimum initiating charge for TNT is determined. The possibility of deflagration-to-detonation transition and initiating ability of the coprecipitated stoichiometric mixtures of salts of 5,5-azotetrazole with triaminoguanidine and ammonia with oxidizers (chlorate and potassium perchlorate) have been investigated. It is shown that in the copper tubes, in these mixtures, there is a transition to convective burning regime without transition to detonation as in previously investigated individual salts. In contrast to the individual salts of 5,5-azotetrazole, mixtures of salts of 5,5-azotetrazole with triaminoguanidine and ammonia with potassium chlorate exhibit an initiating ability for PETN.

About the authors

Iiya V. Lazarev

D. I. Mendeleev Russian University of Chemical Technology

Author for correspondence.
Email: Ilya.v.lazarev@gmail.com

(b. 1994) — student

Russian Federation, 9 Miusskaya Sq., Moscow 125047

Evgeny A. Konov

D. I. Mendeleev Russian University of Chemical Technology

Email: ekonov@gmail.com

(b. 1994) — student

Russian Federation, 9 Miusskaya Sq., Moscow 125047

Anton I. Levshenkov

D. I. Mendeleev Russian University of Chemical Technology

Email: antlew@rambler.ru

(b. 1969) — Candidate of Science in chemistry, associate professor

Russian Federation, 9 Miusskaya Sq., Moscow 125047

Ludmila E. Bogdanova

D. I. Mendeleev Russian University of Chemical Technology

Email: akhapkina-luda@rambler.ru

(b. 1988) — engineer

Russian Federation, 9 Miusskaya Sq., Moscow 125047

References

  1. Thiele, J. 1898. Ueber Azo- und Hydrazoverbindungen des Tetrazols. Liebigs Ann. 303:57–78.
  2. Hiskey, M. A., N. Goldman, and J. R. Stine. 1998. High nitrogen energetic materials derived from azotetrazolate. J. Energ. Mater. 16:119–127.
  3. Hammerl, A., T. M. Klapotke, H. Noth, and M. Warchhold. 2001. [N2H5]2+[N4C–N=N–CN4]2-: A new high-nitrogen high-energetic material. Inorg. Chem. 40:3570–3575.
  4. Sivabalan, R., M. B. Talawar, N. Senthilkumar, B. Kavitha, and S. N. Asthana. 2004. Studies on azotetrazolate based high nitrogen content high energy materials potential additives for rocket propellants. J. Therm. Anal. Calorim. 78:781–791.
  5. Hammerl, A., M. A. Hiskey, G. Holl, T. M. Klapotke, K. Polborn, J. Stierstotfer, and J. J. Weigand. 2005. Azidoformamidium and guanidinium 5,5 -azotetrazolate salts. Chem. Mater. 17:3784–3793.
  6. Sivabalan, R., M. Anniyappan, S. J. Pawar, M. B. Talawar, G. M. Gore, S. Venugopalan, and B. R. Gandhe. 2006. Synthesis, characterization and thermolysis studies on tiazole and tetrazole based high nitrogen content high energy materials. J. Hazard. Mater. 137(2):672–680.
  7. Tappan, B. C., A. N. Ali, S. F. Son, and T. B. Brill. 2006. Decomposition and ignition of the high-nitrogen compound triaminoguanidinium azotetrazolate. Propell. Explos. Pyrot. 31:163–167.
  8. Akhapkina, L. E., P. A. Postnikov, Min Tant M’e, A. I. Levshenkov, and V. P. Sinditskii. 2011. Sintez i issledovanie soley 5,5 -azotetrazola s azotistymi osnovaniyami [Synthesis on investigation of 5,5 -azotetrazole salts]. Uspekhi v khimii i khimicheskoy tekhnologii [Advances in Chemistry and Chemical Technology] 25(12):54–58.
  9. Levshenkova, L. E., V. P. Sinditskii, and A. I. Levshenkov. 2013. Issledovanie termicheskogo raspada guanidinovoy i ammonievoy soley 5,5 -azotetrazola [Study of thermal decomposition of guanidinium and ammonium 5,5 -azotetrazole salts]. Uspekhi v khimii i khimicheskoy tekhnologii [Advances in Chemistry and Chemical Technology] 27(2):131–136.
  10. Levshenkova, L. E., N. A. Muriljov, W. H. Aung, A. I. Levshenkov, and V. P. Sinditskii. 2015. Raspad onievykh soley 5,5 -azotetrazola v zhidkoy faze [The decomposition of onium 5,5 -azotetrazole salts in liquid]. Uspekhi v khimii i khimicheskoy tekhnologii [Advances in Chemistry and Chemical Technology] 29(8):53–55.
  11. Levshenkova, L. E., and A. I. Levshenkov. 2015. Sintez i svoystva soley 5,5 -azotetrazola s azotistymi osnovaniyami [Synthesis on investigation of 5,5 -azotetrazole salts]. Vestnik Buryatskogo gos. un-ta [Bulletin of the Buryat State University] 3:31–34.
  12. Levshenkov, A. I., and L. E. Levshenkova. 2015. Gorenie smesey onievykh soley 5,5 -azotetrazola s okislitelyami [Combustion of mixtures of onium salts of 5.5 -azotetrazole with oxidizers]. Khimicheskaya fizika i mezoskopiya [Chemical Physics and Mesoscopy] 17(3):331–338.
  13. Han, Y. H., Y. Z. Yang, Z. M. Du, Z. M. Li, Q. Yao, Y. H. Wang, and Z. Y. Hu. 2016. The formulation design and performance test of gas generators based on guanidinium azotetrazolate. Propell. Explos. Pyrot. 42:276–282.
  14. Sinditskii, V. P., L. E. Bogdanova, and A. I. Levshenkov. 2019. High-energy salts of 5.5 -azotetrazole. 2. Burning behavior and the combustion mechanism. Combust. Explo. Shock Waves 55(5):534–546.
  15. Abe, M., T. Ogura, Ya. Miyata, K. Okamoto, Sh. Date, M. Kohga, and K. Hasue. 2008. Evaluation of gas generating ability of some tetrazoles and copper (II) oxide mixtures through closed vessel test and theoretical calculation. Sci. Technol. Energ. Ma. 69(6):183–190.
  16. Bucerius, K. M., F. W. Wasmann, and K. Menke. 1993. Stable, nitrogen-rich composition. Patent 5,198,046. 1993. 4 p.
  17. Sinditskii, V. P., L. E. Bogdanova, K. O. Kapranov, A. I. Levshenkov, and V. I. Kolesov. 2019. High-energy salts of 5,5-azotetrazole. 1. Thermochemistry and thermal decomposition. Combust. Explo. Shock Waves 55(3):308–326.
  18. Antipov, D. S., A. A. Petreykin, A. A. Kunakov, L. E. Levshenkova, and A. I. Levshenkov. 2016. Detonatsionnaya sposobnost’ prostykh ammonalov v zaryadakh malykh diametrov [Capacity detonation of binary ammonal in charge of small diameters]. Uspekhi v khimii i khimicheskoy tekhnologii [Advances in Chemistry and Chemical Technology] 30(8):8–9.
  19. Petreykin, A. A., D. S. Antipov, A. A. Kunakov, L. E. Levshenkova, and A. I. Levshenkov. 2016. Razrabotka metodiki opredeleniya minimal’nykh initsiiruyushchikh zaryadov dlya nizkoplotnykh brizantnykh VV [Development of the method for determining the minimum initiation charge low density explosives]. Uspekhi v khimii i khimicheskoy tekhnologii [Advances in Chemistry and Chemical Technology] 30(8):37–38.
  20. Bentivoglio, G., G. Laus, V. Kahlenberg, G. Nauer, and H. Schottenberger. 2008. Crystal structure of bis(hydroxylammonium) 5,5 -azotetrazolate dihydrate, (NH3OH)2(C2N10) 2H3O. Z. Kristallogr. 223:425–426.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».