In complesse variazioni di temperatura, l'espansione termica irreversibile degli esplosivi legati con polimeri (PBX) contenenti 1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzene (TATB) porta a una ridotta stabilità della forma. Ciò, a sua volta, influisce direttamente sulle proprietà meccaniche e sulle prestazioni di sicurezza durante lo stoccaggio e l'uso. Negli ultimi anni sono state condotte ricerche estese e approfondite per studiare le caratteristiche di espansione termica degli esplosivi a base TATB.

In uno studio pubblicato su Energetic Materials Frontiers , un gruppo di ricercatori cinesi ha esplorato la caratteristica struttura cristallina del TAT e il meccanismo di espansione termica dei PBX basati su TATB. Inoltre, hanno riassunto l'evoluzione microstrutturale durante il processo di espansione termica e hanno analizzato gli effetti conseguenti dell'espansione termica sulle prestazioni complessive di questi esplosivi.

"È stata prestata maggiore attenzione ai fattori che influenzano l'espansione termica e ai metodi di controllo. Evidentemente, la progettazione di una nuova struttura del sistema legante a espansione termica negativa, attraverso la progettazione di polimeri o riempitivi a espansione termica negativa e cristalli TATB a espansione positiva, può ridurre l'espansione lineare coefficiente dei PBX", ha spiegato l'autore principale dello studio, Cong-mei Lin. "Questo approccio non solo sopprime l'espansione termica del materiale, ma offre anche ampie prospettive di applicazione."

In particolare, è essenziale sopprimere l’espansione termica irreversibile dei PBX basati su TATB e migliorare la stabilità della forma dell’esplosivo in un ambiente con cicli di temperatura. Tuttavia, sopprimere efficacemente l'espansione termica dei PBX basati su TATB rimane una sfida.

"Andando avanti, dobbiamo concentrarci sul meccanismo di espansione irreversibile dei PBX basati su TATB; sulla progettazione e il controllo della struttura cristallina di TATB; sulla progettazione e sullo sviluppo di nuovi polimeri integrati strutturale-funzionali; e sull'applicazione di nuovi materiali funzionali ad espansione termica negativa."

Gli autori ritengono che lo sviluppo della progettazione strutturale dei sistemi TATB e leganti e l'applicazione di materiali funzionali dannosi per l'espansione termica offriranno nuove opportunità per sopprimere l'espansione termica dei PBX basati su TATB e arricchire le tecniche di modifica dei compositi energetici.

Ulteriori informazioni: Cong-mei Lin et al, Progressi della ricerca sulle caratteristiche di espansione termica degli esplosivi polimerici basati su TATB, Frontiere dei materiali energetici (2023). DOI:10.1016/j.enmf.2023.09.003

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