Bleifreie Primärzündmittel

Das vorliegende Projekt soll unter der Anleitung von Prof. Thomas M. Klapötke (Ludwigs-Maximilians- Universität München) ausgeführt werden. Er ist einer der führenden Wissenschaftler auf dem Gebiet der energetischen Verbindungen (anorganische Chemie). Primärzünder sind wesentliche Bestandteile von Munition und sprengkräftigen Zündern. Die gebräuchlichsten Primärzündmittel sind Bleiazid und Bleistyphnat. Bei der Zündung zersetzen sich diese Verbindungen und erzeugen eine Aerosolwolke aus bleihältigen Partikeln, die vom Schützen bzw. Sprengtechniker unter Umständen eingeatmet werden. Bei regelmäßiger Exposition verursachen diese Partikel eine chronische Bleivergiftung. Davon sind insbesondere Sportschützen, Polizisten, Soldaten und Tunnelbauingenieure betroffen. Vor wenigen Jahren wurde gezeigt, dass der Bleigehalt des Blutes von exponierten Personen die erlaubten Grenzwerte um das 10-fache überschreiten kann, folglich besteht ein großer Bedarf an bleifreien Primärzündmitteln, um diese Schwermetallbelastung zu vermeiden. Prinzipiell ist das Primärzündmittel eine hitze-, druck-, reibungs- oder funkensensitive Verbindung. Beim Initiieren zersetzt sich der Primärzünder explosionsartig und überträgt eine starke Hitze- und Druckwelle auf den weniger empfindlichen Sekundärzünder, der als Treibladung für Munitionsgeschoße dient bzw. beim Sprengen die Druckwelle auf den eigentlichen Sprengstoff überträgt, um ihn zu zünden. Seit mehr als zwei Jahrzehnten wird nach bleifreien Primärzündmitteln gesucht. Im vorliegenden Projekt sollen neue Verbindungen zweier vielversprechender Verbindungsklassen hinsichtlich ihrer Eigenschaften und Verwendbarkeit in Primärzündern untersucht werden. Konkret sollen Verbindungen zweier stickstoffreiche Anionen, nämlich 5,5`-Azotetrazolat (N-Gehalt 85%) und 5- Nitrotetrazolat (N-Gehalt 61%) durch Fällung bzw. Kristallisation mit (hauptsächlich) nicht-toxischen Übergangsmetallkationen synthetisiert werden. Sechs bis zehn dieser neuen Verbindungen sollen im Zuge des Projekts synthetisiert und mit Hilfe moderner Methoden analysiert und ihre Anwendbarkeit in Primärzündern bewertet werden. Folgende Analysenmethoden stehen dafür zur Verfügung: Röntgendiffraktometrie, MS, NMR, FT-Raman, and FT-IR Spektroskopie sowie die thermischen Analysen DSC und RADEX. Die Leistungsmerkmale energetischer Verbindungen werden mit dem Fallhammer, der Bleiblock-Bauchung (Trauzl-Test), Tests zur Reibungs- und Funkenempfindlichkeit sowie dem elektrostatischen Verhalten, Stahlhülsen- (Koenen-) Test in einer eigens dafür konzipierten Detonationskammer überprüft. Alle Instrumente der genannten Methoden sind in München vorhanden und können für die Zwecke des Projekts benutzt werden. Eine erfolgreiche Implementierung bleifreier Zündmittel wäre ein weiterer Schritt des jahrzehntelangen Trends, Blei aus dem direkten Kontakt mit Menschen zu verbannen.