книги / Высокоэнергетические наполнители твердых ракетных топлив и других высокоэнергетических конденсированных систем. Физико-, термохимические характеристики, получение, применение

O2N NO2

O2N - C - C - NO2

O2N NO2

Молекулярная масса: 300,1 Кислородный баланс: 42,6 % Массовая доля азота: 28,0 % Агрегатное состояние: твёрдое

Плотность: 1860–1880 кг/м3 [1, 2]

Температура плавления: 150 °С Разложение [1, 2]

Энтальпия образования: –92,00 кДж/моль [2]

Чувствительность к удару

(Р =10 кг, Н = 25 см): 55–70 % [2]

Чувствительность к трению:

заметное разложение при р = 3000 кг/см2, [2] при р = 6600 кг/см2 чувствительность 100 %

Летучесть (за 18 ч при 20–22 °С улетучивается): 100 % [3]

Кристаллическое, легко слеживающееся вещество белого цвета [2].

Нерастворим в воде, крепких кислотах, легко растворим в эфире, петролейном эфире, бензоле, хлороформе, трудно

31

растворим в холодном спирте. Перегоняется с паром со слабым разложением [3].

Получают нитрованием дикалиевой соли динитроэтана нитрующей смесью азотной и серной кислот по схеме [3]:

Выход: 90 %.

Исследован в качестве компонента ВВ и СРТТ. Однако из-за низкой термической стойкости и склонности к тепловому самовоспламенению СРТТ на его основе не нашел до настоящего времени практического применения [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.Рогов Н.Г., Ищенко М.А. Смесевые ракетные твёрдые топлива: Компоненты, требования, свойства. – СПб.: Изд-во СПбГТИ(ТУ), 2005. – 195 с.

3.Хмельницкий Л.И. Справочник по взрывчатым веще-

ствам. – М., 1961. – Ч. 2. – С. 73.

32

C2H2N4О3 3-Нитро-1,2,4-триазол-5-он

Оксанитротриазол, NTO, ONTA

N NH

O2N - C C=O

N

H

Молекулярная масса: 130,1 Кислородный баланс: –24,6 % Массовая доля азота: 43,04 % Агрегатное состояние: твёрдое

Плотность: 1930 кг/м3 [1] Температура плавления: 270 °С Разложение [2] Энтальпия образования:

–100,75 кДж/моль [3] –117,15 кДж/моль [4] –111,84 кДж/моль [5] –107,78 кДж/моль [6] –129,70 кДж/моль [1] –129,41 кДж/моль [2]

Энергия образования:

–89,62 кДж/моль [3] –106,02 кДж/моль [4] –100,71 кДж/моль [5] –96,65 кДж/моль [6] –118,57 кДж/моль [1] –118,28 кДж/моль [2]

33

Теплота сгорания: 951,7 кДж/моль [2] Скорость детонации: 8510 м/с [7]

NTO привлекает внимание как новое вещество, сравнимое по энергетике с НМХ, но менее чувствительное к механическим воздействиям [6, 7]. Его получают конденсацией семикарбазидгидрохлорида с муравьиной кислотой с последующей нитрацией образовавшегося триазолона по схеме [8]:

Плотность кристаллов NTO и скорость детонации находятся на уровне RDX, чувствительность к механическим воздействиям ниже, чем у RDX. Смеси NTO с RDX и HMX используются как наполнители для получения нечувствительных к механическому воздействию боеприпасов пластичных ВВ [6].

Список литературы

1.Doherty R.M., Simpson R.L. A Comparative Evaluation of Several Insensitive High Explosives // 28th Int. Annual Conf. ICT, 1997.

2.The enthapies of formation of 1,2,4-triazol-5-one and 3-nitro-1,2,4-triazol-5-one / A. Finch [et al.] // J. Chem. Thermodynamics. – 1991. – Vol. 23. – P. 1169–1173.

3.Baroody E.E., Peters S.T. Rpt IHSP-87-252 by Naval Ordnance Station, Indian Head, MD, 1987. – P. 1–7.

34

4.Baroody E.E., Carpenter G.A. Enthalpies of Formation of Bitetrazole and Bis(2,2,2- trinitro-ethyl)formal // J. Chem. and Eng. Data. – 1979. – Vol. 24, № 1.

5.Delpeyroux D., Simonetti Ph. Etude du comportement de l'explosif а l'échelle moléculaire: Développement de méthodes prédictives // 6 Congres International de Pyrotechnie (Europyro 95), Tours, 1995.

6.Becuwe A., Delclos A. Low-Sensitivity Explosive Compounds for Low Vulnerability Warheads // Propell., Explos., Pyrotech. – 1993. – Vol. 18. – P. 1–10.

7.Lee K.-Y., Chapman L.B., Coburn M.D. 3-Nitro-1,2,4- Triazol-5-One, a Less Sensitive Explosive // J. Energ. Mater. – 1987. – Vol. 5. – P. 27–33.

8.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.

35

Молекулярная масса: 130,1 Кислородный баланс: –24,6 % Массовая доля азота: 43,04 % Агрегатное состояние: твёрдое

Плотность: 1860 кг/м3 [1] Температура плавления: 125 °С [2]

Температура кипения: 160 °С Разложение [3]

Энтальпия образования:

142,26 кДж/моль [4]

147,70 кДж/моль [5]

113,39 кДж/моль [1]

Энергия образования:

153,39 кДж/моль [4]

158,82 кДж/моль [5]

124,52 кДж/моль [1]

Теплота сгорания: 1216,3 кДж/моль [6]

Кристаллическое вещество. Получают обработкой 3,4- диаминофуразана (DAF) смесью 30%-ой перекиси водорода, вольфрамата натрия и персульфата аммония в концентрированной серной кислоте по схеме [2, 5]:

36

Выход: 70 %.

Из-за высокого газовыделения (вакуумная стабильность составляет при 100 °С за 48 ч более 10 мл газа/г) применение в качестве высокоэнергетического наполнителя ТРТ проблематично [6].

Список литературы

1.Study on Combustion of New Energetic Furazans / V.P. Sinditskii [et al.] // 29th Int. Annual Conf. ICT, 1998.

2.S.S. Mendeleev Commun / T.S. Novikova [et al.]. – 1994. –

Р. 138.

3.Synthesis and Properties of Methylene-bis(nitraminofura- zans) / R.L. Willer [et al.] // J. Heterocyclic Chem. – 1992. – Vol. 29. – Р. 1835–1839.

4.The Selection, Processing and Characteri-zation of a Set

of Gun Propellants Utilizing Novel Ingredients / S.T. Peters [et al.] // Int. Symp. on Energetic Materials Technology, Phoenix, Arizona, Sept. 24–27, 1995.

5.Lee G.S., Mitchell A.R., Pagoria P.E., Schmidt R.D. // J. Heterocycl. Chem. – 2001. – Vol. 38. – Р. 1227.

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.

37

Молекулярная масса: 138,1 Кислородный баланс: –57,93 % Массовая доля азота: 81,10 % Агрегатное состояние: твёрдое

Плотность: 1590 кг/м3 [1] Плотность: 1685 кг/м3 [2]

Теплота сгорания: 1605,80 кДж/моль [4]

38

Умеренно растворим в воде, спирте, ацетоне, нерастворим в бензоле, хлороформе. При нагревании бурно разлагается [7].

Получают взаимодействием водного раствора цианистого натрия (1 моль) с азидом натрия (1 моль), двуокисью марганца (0,5 моля) в присутствии сульфата меди по схеме [7]:

Выход: 90 %.

Нерастворимую марганцевую соль переводят в растворимую натриевую соль кипячением с раствором соды с последующим подкислением и выделением битетразола известными приёмами.

Энергетические соединения битетразола в виде солей тяжелых металлов используются в составах капсюлей-дето- наторов [7].

Список литературы

1.Reed R., Brady V.L., Hitner J.M. Fire Extinguishing Pyrotechnics // 18th International Pyrotechnics Seminar, 13–17 July 1992. – Р. 939–972.

2.McGuire R.R., Finger M. Composite Explosives for Metal Acceleration // 8th Symposium on Detonation, 1985.

3.Fedoroff B.T., Sheffield O.E., Kaye S.M. Encyclopedia of Explosives and Related Items. – Dover, New Jersey: Picatinny Arsenal, 1962. – Vol. 2. – B 157.

4.Baroody E.E., Carpenter G.A. Enthalpies of Formation of Bitetrazole and Bis(2,2,2- trinitroethyl)formal // J. Chem. and Eng. Data. – 1979. – Vol. 24, № 1.

39

5.Akutsu Y., Tamura M. Calculations of Heats of Formation for Azoles with PM3 // J. Energ. Mater. – 1993. – Vol. 11. – Р. 205–218.

6.Castable Gas Generant Compositions / R. Reed [et al.] // 6th Int. Pyrotechn. Seminar, Denver, Colorado, 17–21 July 1978.

7.Хмельницкий Л.И. Справочник по взрывчатым веще-

ствам. – М., 1961. – Ч. 2. – С. 82–83.

40