книги / Высокоэнергетические пластификаторы смесевых и баллиститных твердых ракетных топлив. Физико-термохимические характеристики, получение, применение
.pdfРекомендован в качестве энергетического пластификатора нитроцеллюлозы [6]. Менее чувствителен к удару, чем нитроглицерин.
Список литературы
1.Beilsteins Handbuch der organischen chemie. Vierte Auflage, 3 Erganzungswerk. – Band 1. – Berlin: Von Julins Springer, 1958.
2.Fedoroff B.T., Sheffield O.E. Kaye S.M. Encyclopedia of Explosives and Related Items. — Picatinny Arsenal. Dover. New Jersey. — 1978. — Vol. 8. — P. 398—399.
3.ICT Database of Thermochemical Values. Version 2,0. – ICT. – Karlsruhe, Germany, 1999.
4.Freedman E. Thermodynamic Properties of Military Gun Propellants. – Chapter 5 // Gun Propulsion Technology / ed. by L. Stiefel. — N.J.: US Army Armament Research Development and Engineering. Center Picatinny Arsenal.
5.Meyer R., Köhler J., Homburg A. Explosives. — Weinheim: Wi-
ley-VCH Verlag GmbH, 2002.
6. Хмельницкий Л.И. Справочник по взрывчатым веществам. —
М., 1962. — C. 203.
41
С3Н6N2O6 |
1,3-динитроксипропан |
триметиленгликольдинитрат, |
|
|
1,3-пропиленгликольдинитрат |
O2NOCH2CH2CH2ONO2
Молекулярная масса: 166,1 г Кислородный баланс: –28,9 % Массовая доля азота: 16,84 % Агрегатное состояние: жидкость
Плотность: 1395 кг/м3 20 °С [1] Температура плавления: –38 °С [1] Температура кипения: 180 °С (10 mm Hg) [1] Показатель преломления: 1,4348 (20 °С) [3]
Энтальпия образования: –326,77кДж/моль [1]
Энергия образования: –309,45кДж/моль [1]
Теплота взрыва:
(Н2О ж) 5242,1 кДж/моль [1] (Н2О газ) 4768,6 кДж/моль [1]
Энергия удара по капле
массой 30 мг при 50 % взрывов: 9,8 H·м
Получают обработкой 1,3-пропандиола смесью азотной и серной кислот по схеме [3]:
Выход: 80—90 %.
Нитрование легко идёт в инертном растворителе, например хлористом метилене [4].
42
Почти нерастворим в воде, растворим в спирте, эфире, желатинизирует нитроцеллюлозу.
Применяется как высокоэнергетическое монотопливо для корабельных торпед [5], в качестве антифризной добавки к динамитам [1].
Список литературы
1.Fedoroff B.T., Sheffield O.E., Kaye S.M. Encyclopedia of Explosives and Related Items. — Picatinny Arsenal. Dover. New Jersey. — 1978. — Vol. 8. — P. 398—399.
2.Meyer R. Explosives. — 3d ed., rev. and ext. — 1987; resp.
Köhler J., Meyer R.: Explosivstoffe. — 7 Auflage. —Weinheim: VCH Verlagsgesellschaft., 1991.
3.Хмельницкий Л.И. Справочник по взрывчатым веществам. —
М., 1962. — С. 205—207.
4.Barnes M., Marken C. Synthesis. — 1977. — P. 484.
5.Agrawal J., Hodgson R. Organic Chemistry of Explosives. — J. Wiley Sons, Ltd. — 2007.
43
С3Н6N10O4 |
1,5-диазидо-2,4-динитро-2,4- |
|
диазапентан, DADZP |
||
|
NO2 |
NO2 |
N3CH2 |
N CH2 |
N CH2N3 |
Молекулярная масса: 246,2 Кислородный баланс: –32,5 % Массовая доля азота: 56,88 % Агрегатное состояние: твёрдое
Температура плавления: 80 °С [3] Энтальпия образования: 751,40 кДж/моль [1] Энергия образования: 776,17 кДж/моль [1]
Получают обработкой 1,5-дихлор-2,4-динитро-диазапентана избытком азида натрия в диметилформамиде или диметилсульфоксиде по схеме [2,3]:
Предложен для использования в эвтектической смеси с нитроксиэтилалкилнитраминами для создания мощных артиллерийских порохов с силой более 1400 кДж/кг [2, 3].
Список литературы
1.Simmons R.L. Guidelines to Higher Energy Gun Propellants // 27th Int. Annual Conf. ICT (Energetic Materials). – Karlsruhe, Germany, 1996.
—P. 22/1—22/9.
2.Гафаров А.Н., Шакирова Г.Т. Современные проблемы специальной технической химии // Материалы докладов Всероссийской научнотехнической конференции. — Казань: Изд-во КГТУ, 2006. — С. 73—78.
44
3. 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.
45
С3Н7NO3 пропилнитрат
CH3CH2CH2ONO2
Молекулярная масса: 105,1 Кислородный баланс: –98,96 % Массовая доля азота: 13,33 %
Агрегатное состояние: бесцветная жидкость
Плотность: 1054 кг/м3 20 °С [1] Температура плавления: –101 °С [2] Температура кипения: 110,5 °С [2] Показатель преломления: 1,3972 20oC [6]
Температура вспышки: 247 °С (задержка 5 с) [6]
Энтальпия образования:
–214,51 кДж/моль [4] –214,47 кДж/моль [3] –213,80 кДж/моль [2]
Энергия образования:
–200,87 кДж/моль [4] –200,83 кДж/моль [3] –200,16 кДж/моль [2]
Теплота сгорания: 1966,48 кДж/моль [3] Теплота взрыва (Н2О ж): 3274,2 кДж/кг [5] Не взрывается от капсюля-детонатора № 8.
В 100 г воды растворяется 0,88 г пропилнитрата [6]. Получают непрерывным способом нитрования n-пропилового спирта смесью азотной и серной кислот по схеме [6]:
Выход: 66,5 %.
46
Используется в качестве компонента самовоспламеняющихся топлив для жидкостных ракетных двигателей [5].
Список литературы
1.Weast R.C. CRC Handbook of Chemistry and Physics. – 65th ed. – CRC Press Inc.,1984—1985; resp.: Lide D.R. CRC Handbook of Chemistry and Physics. – 65th ed. — CRC Press Inc., 1994—1995.
2.Tavernier P., Boisson J., Crampel B. Propergols Hautement Energetiques // Agardographie. — 1970. — Р. 141.
3.Cox J.D., Pilcher G. Thermochemistry of Organic and Organometallic Compounds. — London: Academic Press, 1970.
4.Stull D.R., Westrum E.F., Sinke G.C. The Chemical Thermodynamics of Organic Compounds. — John Wiley and Sons, Inc., 1969.
5.Meyer R., Köhler J., Homburg A. Explosives. — Weinheim: Wi-
ley-VCH Verlag GmbH, 2002.
6. Хмельницкий Л.И. Справочник по взрывчатым веществам. —
М.,1962. — С. 214.
47
С3Н7N3O5
NO2
1-нитрокси-3-нитро-3-азабутан Метилнитроксиэтилнитрамин, п-6,
MeNENA
CH3NCH2CH2ONO2
Молекулярная масса: 165 Кислородный баланс: –43,6 % Массовая доля азота: 25,45 % Агрегатное состояние: твёрдое
Плотность (тв.): 1530 кг/м3 (20 °С) [2] (ж.): 1,40 г/см3
Температура плавления: 39,0—40,5 °С [1] Теплота сгорания: 1963 кДж/моль [4] Энтальпия образования: –149,75 кДж/моль [4]
Растворим в ацетоне, незначительно растворим в воде. Негигроскопичен при влажности 90 %. Не вспыхивает при нагревании до 360 °С. Мало чувствителен к механическим воздействиям.
Получают нитрованием смесью 98 % -ой азотной кислоты с уксусным ангидридом в присутствии хлористого цинка по схеме [3]:
Выход: 85 %.
Предложен для использования в качестве пластификатора мощных артиллерийских порохов и модифицированных двухосновных ракетных топлив [3].
48
Список литературы
1. Pat. 2678946 US. Plomquist A., Fiedorek F. — 1954; C.A. —
1955. — 49. — 4704.
2. Хмельницкий Л.И. Справочник по взрывчатым веществам. —
М., 1962. — С. 218.
3. 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.
4. Simmons R.L. Thermochemistry of NENA Plasticizers // 25th Int. Annual Conf. ICT. — Karlsryhe, Germany, 1994. — P. 10/1—10/10.
49
С3Н7N5O2 |
1-азидо-3-нитро-3-азабутан |
Азидоэтилметилнитрамин, |
|
|
MeAENA |
NO2
CH3NCH2CH2N3
Молекулярная масса: 145,1 Кислородный баланс: –82,69 % Массовая доля азота: 48,1 % Агрегатное состояние: жидкость
Плотность: 1320 кг/м3 [1] Энтальпия образования: 243,09 кДж/моль [2]
Энергия образования: 260,41 кДж/моль [2] Теплота сгорания: 2419,19 кДж/моль [2]
Получают обработкой хлорили 1- нитрокси-3-тринитразабутана избытком азида натрия в диметилформамиде или диметилсульфоксиде в присутствии катализатора по схеме [1]:
Используют в качестве высокоэнергетического пластификатора ракетных топлив баллиститного типа [1, 2].
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. Simmons R.L. Thermochemistry of NENA Plasticizer // 25th Int. Annual Conf. ICT. — Karlsryhe, Germany, 1994. — P. 10/1–10/10.
50