книги / Высокоэнергетические пластификаторы смесевых и баллиститных твердых ракетных топлив. Физико-термохимические характеристики, получение, применение
.pdfИспользуется в порохах с нитроцеллюлозой, динамитах с нитроглицерином (частичной или полной заменой), бризантных ВВ [5].
Список литературы
1.Stine J.R. Prediction of Crystal Densities of Organic Explosives by Group Additivity // Los Alamos Nat. Laboratory, Report LA-8920. — August 1981.
2.Medard L., Thomas M. Determination des Chaleurs de Combustion
de Treize Substances Explosives ou Apparentees a des Explosives // Memorial des Poudres. — 1953. — Vol. 35. — Р. 155—173.
3.Cox J.D., Pilcher G. Thermochemistry of Organic and Organometallic Compounds. — London: Academic Press, 1970.
4.Meyer R., Köhler J., Hombur g A. Explosives. — Weinheim:
Wiley-VCH Verlag GmbH, 2002. — Р. 124.
5. Хмельницкий Л.И. Справочник по взрывчатым веществам,. —
М., 1962. — Ч. 2. – С. 462.
6. Stull D.R., Westrum E.F., Sinke G.C. The Chemical Thermodynamics of Organic Compounds. — John Wiley and Sons, Ltd., 1969.
111
С6Н11N13O4 |
3,5-динитро-3,5-диаза-1,7,8- |
триазидооктан |
|
|
N3 |
N3CH2CH2NCH2NCH2CHCH2N3
NO2 NO2
Молекулярная масса: 329,2 Кислородный баланс: –65,60 % Массовая доля азота: 58,32 % Агрегатное состояние: жидкость
Плотность: 1410 кг/м3 [1] Энтальпия образования: 922,99 кДж/моль [1]
Энергия образования: 957,68 кДж/моль [1]
Получают взаимодействием 3,5-динитро-3,5-диаза-1,7,8-тринитрок- сиоктана с азидом натриявдиметилформамиде посхеме [2]:
|
|
|
|
ONO |
|
|
|
|
|
N3 |
|||
|
2 |
NaN3, DMF |
|
|
|
|
|
|
|
||||
O2NOCH2CH2 |
|
NCH2 |
|
NCH2CHCH2ONO2 |
N3CH2CH2 |
|
NCH2 |
|
NCH2CHCH2N3 |
||||
|
|
95—100 oC |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
NO2 |
|
NO2 |
|
|
NO |
NO |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
Предложен в качестве высокоэнергетического 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 c.
112
С6Н12N2O8 |
1,8-динитрокси-3,6-диоксаоктан, |
триэтиленгликольдинитрат, три- |
|
|
гликольдинитрат, TEGDN, TEGN |
O2NOCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2ONO2
Молекулярная масса: 240,2 Кислородный баланс: –66,62 % Массовая доля азота: 11,67 %
Агрегатное состояние: бледно-желтая жидкость
Плотность: 1327 кг/м3 (22 °С) [1] Плотность: 1,335 г/см3 [5] Температура плавления: –22,9 … –19,5 °С [2]
Энтальпия образования:
–629,06 кДж/моль [4] –636,39 кДж/моль [3]
Энергия образования:
–601,83 кДж/моль [4] –609,15 кДж/моль [3]
Теплота сгорания: 3444,69 кДж/моль [3] Объем газов при взрыве: 1065 л/кг [5] Теплота взрыва (Н2О ж.): 3317 кДж/кг [5] Удельная энергия: 899 кДж/кг [5] Тест в свинцовой бомбе: 320 см3/10 г [5] Температура дефлаграции: 195 °С [5] Чувствительность к удару: 12,7 Н·м [5]
Менее чувствителен, чем диэтиленгликольдинитрат. Желатинизирует нитроцеллюлозу лучше, чем нитроглицерин. Химическая стабильность выше, чем у нитроглицерина и нитроцеллюлозы.
113
Получают |
нитрацией триэтиленгликоля смесью серной |
||||||
и азотной кислот по схеме [2]: |
|
||||||
HOCH |
CH OCH CH OCH CH |
OH HNO3+H2SO4 |
O2NOCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2ONO2 |
||||
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
|
Используется для пластификации высокоэнергетических связующих типа GAP в энергетических ТРТ и частичной замены нитроглицерина для снижения температуры стеклования порохов и ТРТ [6].
Список литературы
1. Davenas A. Solid Rocket Propulsion Technology. — Pergamon Press, 1993. — 40 p.
2.Braak E.C. The Melting Points of Stable-Form Nitrate Ester Crystals // J. Energ. Mat. — 1990. — Vol. 8. – Р. 21—39.
3.Tomlinson W.R. Properties of Explosives of Military Interest // Тechnical report N. 1740. — Revision 1. — April 1958. — Picatinny Arsenal, Dover, N.J. or: Engineering Design Handbook. Explosives. — Series Properties of Explosives of Military Interest. — US Army Material Command. — AMC Pamphlet 706—177. — January 1971.
4.ICT Database of Thermochemical Values. Version 2,0. – ICT. – Karlsruhe, Germany, 1999.
5.Meyer R., Köhler J., Homburg A. Explosives. — Weinheim: Wi-
ley-VCH Verlag GmbH, 2002. — Р. 346.
6. 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 c.
114
С6Н12N10O4 |
|
3,5-динитро-3,5-диаза-1,8- |
|
|
диазидооктан |
||
|
NO2 |
NO2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N3CH2CH2NCH2NCH2 CH2 CH2 N3
Молекулярная масса: 288,2 Кислородный баланс: –77,71 % Массовая доля азота: 48,58 % Агрегатное состояние: жидкость
Плотность: 1410 кг/м3 [1] Энтальпия образования: 1808,74 кДж/моль [1]
Энергия образования: 1840,96 кДж/моль [1]
Получают взаимодействием 3,5-динитро-3,5-диаза-1,8- динитроксиоктана с азидом натрия в диметилформамиде по схеме [2]:
|
NO2 NO2 |
|
NO2 NO2 |
||||
|
|
|
NaN3, DM F |
|
|
|
|
O2NOCH2CH2NCH2NCH2CH2CH2ONO2 |
N3CH2CH2NCH2NCH2CH2 CH2N3 |
||||||
95—10 0 oC |
Рекомендован в качестве энергетического компонента 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 c.
115
С6Н13N3O5 |
1-нитрокси-3-нитро-3- |
азидогептан, n-бутилнитрато- |
|
|
этилнитрамин, BUNENA |
|
NO2 |
CH3CH2CH2CH2NCH2CH2ONO2
Молекулярная масса: 207,2 Кислородный баланс: –104,25 % Массовая доля азота: 20,27 % Агрегатное состояние: жидкость
Плотность: 1220 кг/м3 [1] Температура плавления: –9 °С [1] Температура стеклования: –83,5 °С [6] Теплота сгорания: 4013,71 кДж/моль [2]
Показатель преломления: 1,4750 20 °С [4]
Энтальпия образования:
–192,46 кДж/моль [2] –192,88 кДж/моль [3]
Энергия образования:
–166,44 кДж/моль [2] –218,44 кДж/моль [3]
Получают нитрованием N-бутиламиноэтанола смесью концентрированной азотной кислоты с уксусным ангидридом по схеме [4, 5]:
NO2
HNO3+Ac2O, ZnCl2
CH3CH2CH2CH2NHCH2CH2OH CH3CH2CH2CH2NCH2CH2ONO2
10—15 oC
Выход: 91 %.
Используют в качестве пластификатора артиллерийских порохов, модифицированных двухосновных ракетных топлив для сниже-
116
ния температуры стеклования энергетических связующих poly-GLIN
и poly-NIMMO [6].
Список литературы
1.Licht H.H., Braun S. Mehrbasige NENA // Treibladungspulver. — ISL Report RT 514/95.
2.Simmons R.L. Thermochemistry of NENA Plasticizers // 25th Int. Annual Conf. ICT. — Karlsruhe, Germany, 1994. —Р. 10/1—10/10.
3.Beardell A.J., Costa E., Strauss B. Review of US Army Propellant
Development // Innenballistik-Symposium. — Mannheim. — Oktober 1983. 4. Хмельницкий Л.И. Справочник по взрывчатым веществам. —
М., 1962. — С. 475.
5.Пат. 2323924 РФ. Зиновьев В.М. Способ получения N-бутилнитроксиэтилнитрамина. — 2008.
6.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.
117
С7F6Н8N6O10 |
1,3-бис (2,2,2- |
фтординитроэтокси) -2,2- (бис- |
|
|
дифторамино) пропан, SYEP |
|
NO2 |
|
NF2 |
NO2 |
||
|
|
|
|
|||
|
|
|||||
FCCH2OCH2 |
CCH2OCH2CF |
|||||
|
NO |
|
|
|
NO2 |
|
|
2 |
NF |
||||
|
|
2 |
|
|
||
Молекулярная масса: 336,2 |
|
|
|
|
||
Кислородный баланс: –66,63 % |
|
|
|
|
||
Массовая доля азота: 18,7 % |
|
|
|
|
Агрегатное состояние: жидкость
Плотность: 1650 кг/м3 [1]
Температура кипения: 120 °С (10-5 mm Hg) [1] Температура замерзания: –2,5 °С [1]
Температура начала интенсивного разложения: 157 °С [1]
Получают взаимодействием 1,3-бис (2,2,2-фтординитроэтокси) пропан-2-она с дифторсульфаминовой кислотой по схеме [1, 2]:
NH2CONF2+H2O H2SO4 HNF2 H2SO4, SO3 NF2SO3H
|
|
|
|
|
|
|
|
2NF2SO3H, H2SO4 |
|
FC(NO2)2CH2OCH2 |
CCH2OCH2C(NO2)2F |
|
|||||||
o |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
25 C, CH2Cl2 |
|
|
|
|
|
O |
|
NO2 |
|
||
|
NO |
|
NF |
|
|
||||
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
FCCH2OCH2 |
CCH2OCH2CF |
|
||||||
|
|
||||||||
|
|
NO2 |
|
|
|
|
NO2 |
|
|
|
|
|
|
NF2 |
|
||||
Выход: 99,7 %. |
|
|
|
|
|
|
|
118
Предложен для использования в качестве высокоэнергетического пластификатора, снижающего температуру стеклования СРТТ [1, 2].
Список литературы
1.Pat. 4075246 US. К.Baum, V.Grakanskas — 1978.
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.
119
С7F8Н12N4O2 |
бис (2,2-дифтораминопропил)- |
|||
формаль, NFPF |
||||
NF2 |
NF2 |
|||
CH3 |
|
|
|
|
|
||||
|
CCH2OCH2OCH2CCH3 |
|||
|
|
|
|
|
NF2 |
NF2 |
|||
Молекулярная масса: 336,2 |
|
|
Кислородный баланс: –66,63 % Массовая доля азота: 16,66 % Агрегатное состояние: жидкость
Плотность: 1450 кг/м3 (25 °С)* Температура кипения: 67 °С (0,15 mm Hg)* Энтальпия образования: –740,57 кДж/моль* Энергия образования: –708,35 кДж/моль*
Бис (2,2-дифтораминопропил) формаль получают конденсацией 2,2-дифтораминопропанола-1 с формальдегидом с низким выходом по схеме*:
NF2 |
|
NF2 |
|
NF2 |
|
||||
|
|
CH2O |
|
|
|
|
|
|
|
CH3CCH2OH |
CH CCH OCH OCH |
CCH |
|
||||||
|
|
||||||||
|
|
H2SO4 |
3 |
2 |
2 |
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NF2 |
|
NF2 |
|
|
NF2 |
|
Предложен как высокоплотный высокоэнергетический пластификатор ВВ и ТРТ [1].
___________________
*Hull M.E., Guimont J.M. Desensitization of Explosive Materials // SRIReport Contract N00014-76-C-0810; NR093-056. — SRI-Project PYU5374. — 1979.
120