книги / Высокоэнергетические пластификаторы смесевых и баллиститных твердых ракетных топлив. Физико-термохимические характеристики, получение, применение

Выход: 78 %

CH2N3

O2NOCH2 - C - CH2ONO2

CH2N3

Выход: 84 %

или из пентаэритрита по схеме:

CH2N3

HNO3+H2SO4

O2NOH2C - C - CH2ONO2

CH2N3

Может быть использован как энергетический пластификатор ВВ, ТРТ и баллиститных порохов [3, 5, 6].

Список литературы

1.Pat. № 4683086 US. Frankel M.B. — 1987.

2.Ping W., Xiaochuan W., Yue H., Li Changquing. Investigation of Pentaerythritоl Diazido Dinitrate // 26th Int. Annual Conf. ICT. — Karlsruhe, Germany, 1995.

3.Shaojun Guo, Songqin Su, Lijie Zhang, Ying He. A Study of Combustion Explosion Characteristics and Thermal Stability of Azido Nitrate

//Beijing Int. Symp. Pyroctech. Explos. 3d. — 1995. — P. 139—142.

4.Guo Shao-jun, Su Song-qin, He Guo-shu, Zhang Li-Jie, Wang Feng: A New Group of Energetic Materials – Azidonitrates // 23th Int. Pyrot. Seminar. — Tsukuba, Japan. — 1997.

91

5. Зиновьев В.М., Куценко Г.В., Ермилов А.С. Современные и перспективные высокоэнергетические компоненты смесевых и баллиститных твёрдых ракетных топлив. — Пермь: Изд-во ПГТУ,

2010. — 161 с.

6. Agrawal J.P., Hodgson R.D. Organic Chemistry of Explosive. — John Wiley and Sons, Ltd., 2007.

92

CH3C(CH2ONO2)3

Молекулярная масса: 255,1 Кислородный баланс: –34,49 % Массовая доля азота: 16,47 %

Агрегатное состояние: бледно окрашенное или бесцветное масло

Плотность: 1460 кг/м3 (22 °С) [1] Плотность: 1488 кг/м3 [2] Температура плавления: 9 °С [3] Температура затвердевания: 7,5 °С [1]

Температура кипения: 182 °С (Разложение) [4] Показатель преломления: 1,4760 (22 °С) [1]

Энтальпия образования:

–476,14 кДж/моль [4] –427,60 кДж/моль [5] –442,67 кДж/моль [2]

Энергия образования:

–450,11 кДж/моль [4] –401,58 кДж/моль [5] –416,64 кДж/моль [2]

Теплота сгорания: 2820,02 кДж/моль [4] Теплота взрыва [1]:

(Н2О ж.) 4945 кДж/кг

(Н2О газ) 4549 кДж/кг Объём газов при взрыве: 966 л/кг [1]

Удельная энергия: 1215 кДж/кг [1] Тест в свинцовой бомбе: 400 см3/10 г [1] Температура дефлаграции: ~7050 м/с [6] Чувствительность к удару: 0,2 Н·м [1]

93

Практически нерастворим в воде. Малолетуч, химически стабилен. Желатинизирует нитроцеллюлозу на вальцах при повышенной температуре в средней степени [1].

Получают нитрованием метриола смесью серной и азотной кислот по схеме [6]:

Выход: 98 %

или нитрацией 3-метил-3-гидроксиметилоксетана по схеме [6]:

Выход: 88 %.

Является практически взрывчатым веществом, превосходным пластификатором нитроцеллюлозы, рассматривается как альтернатива нитроглицерину в порохах и ТРТ [6].

Список литературы

1.Meyer R., Köhler J., Hombur g A. Explosives. — Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH, 2002.

2.Nieder G.,.Harrod C.E, Rodgers F.C., Rapp D.C., Palaszewski В.А. Metallized Gelled Monopropel-lants // NASA-TM-105418. — April 1992.

3.Braak E.C. The Melting Points of Stable-Form Nitrate Ester Crystals // J. Energetic Materials. — 1990. — Vol. 8. — Р. 21—39.

4.Fedoroff B.T., Sheffield O.E., S.M. Kaye. Encyclopedia of Explosives and Related Items. – Picatinny Arsenal, Dover, New Jersey. — 1978. — Vol. 8. — M. 117.

5.Raun R.L., Butcher A.G. Estimating Heat of Formation of Energetic Compounds Using Corrected Semiempirical Molecular Orbital The-

ory // Joint Army Navy Air Force. Combustion Subcommittee Meeting, 31st. — 1994. — Р. 185—196.

6.Agrawal J.P., Hodgson R.D. Organic Chemistry of Explosives. — John Wiley and Sons, Ltd., 2007.

94

Плотность: 1320 кг/м3 [1] Температура плавления: –18 °С [1]

Температура кипения: 206 °С (Разложение) [1]

Получают обработкой 2-нитро-2-этил-1,3-бис (n-толуолсульфонил) пропиловогоэфираазидом натриячерез стадии посхеме [1]:

CH2N3

DMF, NaN 3,92 oC

2 h

CH3CH2 C NO2

CH2N3

Выход: 51,8 %.

95

Предложен в качестве высокоэнергетического пластификатора ТРТ [1, 2].

Список литературы

1. Naixing W., Boren C., Yuxiang Ou. Synthesis of 2-Nitro-1,3-Diazidopropane Derivatives // Propell., Explos., Pyrotech. —

1996. — Vol. 21. — Р. 233—234.

2. Зиновьев В.М., Куценко Г.В., Ермилов А.С. Современные и перспективные высокоэнергетические компоненты смесевых и баллиститных твёрдых ракетных топлив. — Пермь: Изд-во ПГТУ,

2010. — 161 с.

96

CH3CH2CH2NCH2CH2ONO2

Молекулярная масса: 193,0 Кислородный баланс: –87,0 % Массовая доля азота: 21,75 % Агрегатное состояние: жидкость

Плотность: 1264 кг/м3 [1] Температура плавления: –2 °С [1]

Энтальпия образования: –174,01 кДж/моль [3]

Получают нитрованием пропиламиноэтанола смесью азотной кислоты с уксусным ангидридом в присутствии галоиданиона по схеме [1]:

Рекомендован для использования в качестве пластификатора артиллерийских порохов и модифицированных двухосновных ракетных топлив [2].

Список литературы

1. Provatas A. Energetic Polymers and Plasticizers for Explosion Formulathion. — A. Review of Recent Advances // DSTO-TR-0966. Con-

ronweath of Australia. AR-011-428. — 2000. — 40 р.

2. Зиновьев В.М., Куценко Г.В., Ермилов А.С. Современные и перспективные высокоэнергетические компоненты смесевых и баллиститных твёрдых ракетных топлив. — Пермь: Изд-во ПГТУ,

2010. — 161 с.

3. Simmons R.L. Thermochemistry of NENA Plasticizers // 25th Int. Annual Conf. ICT. — Karlsruhe, Germany, 1994. — Р. 10/1—10/10.

97

CH3NCH2CHCH2OCH3

NO2 ONO2

Молекулярная масса: 209,2 Кислородный баланс: –72,67 % Массовая доля азота: 20,08 % Агрегатное состояние: жидкость

Плотность: 1300 кг/м3 [1] Энтальпия образования: –315,06 кДж/моль [2]

Энергия образования: –290,29 кДж/моль [2]

Получают нитрованием серно-азотной смесью кислот 4- нитраза-2-гидроксипентил-метилового эфира по схеме [2]:

Рассматривается как энергетический пластификатор ТРТ [1].

Список литературы 1. Зиновьев В.М., Куценко Г.В., Ермилов А.С. Современные

и перспективные высокоэнергетические компоненты смесевых и баллиститных твёрдых ракетных топлив. — Пермь: Изд-во ПГТУ,

2010. — 161 с.

2. ICT Database of Thermochemical Vаlues. Version 2,0. — ICT. — Karlsruhe, Germany, 1999.

98

CH3NCH2NCH2CH2CH2ONO2

NO2 NO2

Молекулярная масса: 253,2 Кислородный баланс: –53,72 % Массовая доля азота: 27,65 % Агрегатное состояние: жидкость

Плотность: 1400 кг/м3 [1] Температура плавления: < 0 °С [1]

Энтальпия образования: –158,99 кДж/моль [1] Энергия образования: –130,50 кДж/моль [1]

Получают нитрованием 2,4-диазагептан-7-ола смесью азотной кислоты и уксусного ангидрида в присутствии хлористого цинка по схеме [2]:

HNO +Ac O

CH3NHCH2NHCH2CH2CH2OH 3 2 o CH3NCH2NCH2CH2CH2ONO2

ZnCl2, 5—10 C

NO2 NO2

Рассматривается в качестве энергетического пластификатора баллиститных ТРТ [2].

Список литературы

1. ICT Database of Thermochemical Vаlues. — Version 2,0. —

ICT. — Karlsruhe,Germany, 1999.

2. Зиновьев В.М., Куценко Г.В., Ермилов А.С. Современные и перспективные высокоэнергетические компоненты смесевых и баллиститных твёрдых ракетных топлив. — Пермь: Изд-во ПГТУ,

2010. — 161 с.

99

CH3NCH2NCH2CH2CH2N3

NO2 NO2

Молекулярная масса: 233,2 Кислородный баланс:–78,9 % Массовая доля азота: 42,02 % Агрегатное состояние: жидкость

Плотность: 1390 кг/м3 [1] Температура плавления: < 0 °С [1]

Энтальпия образования: 195,14 кДж/моль [1] Энергия образования: 222,38 кДж/моль [1]

Получают взаимодействием 2,4-динитро-2,4-диаза-7-нитрокси- гептана с азидом натрия в диметилформамиде по схеме [2]

Предложен для применения в качестве энергетического пластификатора высокоэнергетических баллиститных РТТ [2].

Список литературы

1. ICT Database of Thermochemical Vаlues. Version 2,0. — ICT. —

Karlsruhe, Germany, 1999.

2. Зиновьев В.М., Куценко Г.В., Ермилов А.С. Современные и перспективные высокоэнергетические компоненты смесевых и баллиститных твёрдых ракетных топлив. — Пермь: Изд.-во ПГТУ,

2010. — 161 с.

100