Energetické materiály na báze guanylmočoviny

Pri príprave zlúčenín guanylmočoviny sme vychádzali z reakcie tiomočoviny s oxidom meďnatým, kde najprv vznikol ťažko rozpustný dikyándiamid (a nerozpustný sulfid meďnatý, použili sme upravenú metódu z tohto papiera, no kvôli miernej kyslosti roztoku, cca pH 6, čo bolo trochu ďaleko od ideálu, reakcia prebiehala pomaly, tak sme pridávali bikarbonát sodný, aby sa pH pohybovalo okolo hodnoty 8). Ten v prítomnosti kyselín, ale aj rôznych meďnatých solí (pôsobia katalyticky), vo vode ľahko hydrolyzuje na guanylmočovinu. Primárne nás zaujímali dva neznáme komplexy, a to komplexy guanylmočoviny s chloristanom meďnatým a nikelnatým, preto sme priamo z čerstvého horúceho roztoku chloristanu guanylmočoviny pripravili tie dve soli, a to pridaním zásaditého uhličitanu meďnatého a nikelnatého. Mali by to byť bis-komplexy. Meďnatý vznikal ľahko, máme ho vo forme modrého prášku s fialovým nádychom, kým nikelnatý prv vytvoril len ťažko tuhnúce tmavo zelené "sklo", no potom nám napadlo trením vyvolať kryštalizáciu, to skutočne pomohlo a za niekoľko sekúnd sa vytvoril svetlozelený prášok, výzorovo prakticky totožný so zásaditým uhličitanom alebo hydroxidom Ni. Výzor meďnatej soli, premytej liehom, na dvoch fotkách, ale asi nie je celkom dobre zachytená pôvodná modrofialová farba:

A jej značne koncentrovaný horúci roztok:

A nikelnatá (no ako sme práve zistili, čistý bis-komplex by mal byť žltý, takže táto látka buď obsahovala nadbytok uhličitanu alebo to bol len komplex s dikyándiamidom, keďže aj v jednom vedeckom papieri sa spomína, že kým meďnaté soli spôsobujú hydrolýzu DKD na guanylmočovinu, nikelnaté nie):

Obe soli sa vo vode pomerne dobre rozúšťajú (ale nie extrémne), v liehu sme skúšali meďnatú, rozpúšťa sa, no nie až tak dobre ako vo vode. Nikelnatá nebola preplachovaná, no zdá sa, že je úplne suchá aj po dňovom státí na vzduchu. Skúšali sme obe soli v plameni, deflagrujú energicky, meďnatá silnejšie a hlučnejšie, s menším plameňom, no obe nestabilne, majú tendenciu sa zhášať ak je zdroj tepla oddialený, no s čistotou týchto vzoriek sme si nie istí, keďže boli pripravené bez prvotnej izolácie chloristanu guanylmočoviny z materského roztoku (neskôr sme skúšali meďnatú soľ pripraviť reakciou už izolovaného chloristanu guanylmočoviny so zásaditým uhličitanom Cu, produkt vyzeral a správal sa rovnako alebo veľmi podobne ako prvý). Meďnatú v množstve veľkej štipky sme skúsili zabaliť do hliníkovej fólie, do tvaru predĺženej kvapky, po vznietení obsahu "kvapka" rýchlo a stabilne letela niekoľko metrov, bez nejakých výkyvov v horení obsahu (nemenný zvuk horenia, žiadne "oscilácie" alebo explózie). Potom sme pripravili väčšiu vzorku už pomerne čistého chloristanu guanylmočoviny, bola viackrát prepláchnutá liehom, aj kvôli použitému dvojnásobnému nadbytku HClO₄ pri výrobe, ktorý je asi zbytočný, slúži len na urýchlenie reakcie a zníženie rozpustnosti soli v materskom roztoku bez nutnosti roztok zahusťovať. Vzorka chloristanu má možno nepatrný sivastý nádych kvôli stopám jemného CuS (a CuO), ktorý mal tendenciu mierne prenikať cez filtračný papier:

Vzorku rozdelíme na tri časti, prvú použijeme na testy v plastových rozbuškách, či lisovaný chloristan je predsa inciovateľný malým množstvom traskaviny s oddeľovacou vrstvou z pentritu (v patente sa spomína použitie rozbušky číslo 3, to by znamenalo cca 540 mg náplne - testovali sme ho silne ručne lisovaný so "štipkou" chloristanu bis(Agu) nikelnatého a štipkou pentritu, nedetonoval, kým tak isto lisovaný meďnatý komplex áno a zanechal pekný otvor na smaltovanom hrnci. Potom ešte takto porovnáme meďnatý a nikelnatý komplex), ostatné dve použijeme opäť na prípravu Cu a Ni komplexov. Vzorku chloristanu, keďže má vysokú hustotu a teor. deton. rýchlosť cez 8000 m/s, sme použili v malých kumulatívnych náložkách v zmesi s chloristanom pyridínu (ako senzibilátor) v pomere 80/20. V pokusoch bola zmes ručne lisovaná, bez pridaného plastifikátora/zahusťovadla a vložky boli zo skleného lievika a z hemisférického zakončenia malej oceľovej CO₂ bombičky. Po výbuchu zanechali na 4 mm hrubej oceľovej platni len stopy po náraze, žiadny prieraz.

A tu je znovu pripravený nikelnatý komplex ešte vo vode, je žltý alebo okrový a veľmi zle rozpustný (alebo vôbec?), zaujímavé, takže pripravovať priamo v materskom roztoku neodporúčame, no budeme testovať znovu:

Ako sme zistili, takto pripravovať tieto bis-komplex je veľmi citlivé na teplotu a koncentráciu roztoku. Len zohrievaním riedeného roztoku chloristanu guanylmočoviny so zásaditým uhličitanom na vodnom kupeli je veľmi zdĺhavé a asi reakcia ani celkom nedôjde do konca (ale ak nám ide len o senzibiláciu chloristanu, tak to je irrelevantné), treba husté vriace roztoky. Takto vyzerá suchý nikelnatý komplex a dobre tu vidno aj zvyšky nezreagovaných prekurzorov (no po niekoľkých pokusoch s tou žltou látkou máme podozrenie, že je to nejaký zásaditý komplex - je veľmi zle citlivý na plameň a málo energický, no zatiaľ je to záhada):

Po pridaní vody a ponechaní viacero dní sa zdá, že sa zbytok uhličitanu rozpustil, no nad nerozpustnou okrovou zlúčeninou vznikol modro-zelený roztok:

Okrovú látku sme odfiltrovali a otestovali v rozbuške so štipkou chloristanu bis(aminoguanidín) nikelnatého a pentritu na vrchu, no látka nedetonovala. Čiže nikel má presne opačný účinok v reakcii s chloristanom guanylmočoviny ako meď, deštrukčný, keďže nastal rozklad. Teda ešte spätne otestujeme komplex chloristanu nikelnatého s dikyándiamidom.

Meďnatý komplex pripravený z materského roztoku a aj z prečisteného chloristanu sa zdá byť totožný alebo takmer, aj vo farbe, aj v reakcii na plameň. Lisovaný má celkom dobrú brizanciu, aj citlivosť na iniciáciu, preto ho budeme asi občas používať v rozbuškách (vo vlastnostiach asi nebude veľmi vzdialený od bis-biuret komplexu, len s tým výhodným rozdielom, že vo vode nehydrolyzuje). Tu je príklad ním plnených, čerstvo vyrobených rozbušiek (pre nás typické experimentálne rozbušky sú vyrobené z plastových skúmaviek typu Eppendorf s odrezaným uzáverom, zvyčajne s objemom 0,5 ml - cez špičku skúmavky prechádza zápalnica omotaná gumovou páskou, ktorou je omotaná aj špička, okolo zápalnice je "štipka" bis-aminoguanidín komplexu chloristanu Ni, pod ňou tenká oddeľovacia vrstva z pentritu, a potom experimentálna náplň, konkrétne tu jej je asi 650-700 mg. Na konci ten kúsok gumovej pásky pred použitím zvyčajne dávame dole, pokial trhavina neobsahuje kvapalinu):

Meďnatý komplex sa javí v lisovanom stave ako trhavina s vysokou detonačnou rýchlosťou a nízkym kritickým priemerom. V podobnom čase, ako sme urobili spomenuté testy, vyšiel tento papier: A guanylurea ligand and its Cu(II), Ni(II) and Zn(II) complexes: antibacterial activities and DNA binding properties, kde sú spomenuté Cu a Ni chloristanové komplexy, sú to naozaj bis komplexy a pri príprave z metanolu bezvodé. Vypočítaná hustota meďnatého je  2,046 g/cm³, čo je skvelé, tento komplex má iste budúcnosť ako energetický materíál aj pre jeho ľahkú prípravu, ale aj dostatočnú brizanciu.

Pokračovanie...