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

C3H5N3O6 N-Нитро-N-метил-2-нитроксиацетамид

NO2

CH3NCCH2ONO2

O

Молекулярная масса: 179,1 Кислородный баланс: –22,33 % Массовая доля азота: 8,23 % Агрегатное состояние: твёрдое

Плотность: 1650 кг/м3 [1] Температура плавления: 82 °С [1] Температура плавления: 79–81 °С [2] Температура кипения: 282 °С [1] Теплота сгорания: 1583,5 кДж/моль [1]

Энтальпия образования: –320,91 кДж/моль [1]

Энергия образования: –303,55 кДж/моль [1]

Получают нитрованием N-метил-2-оксиацетамида смесью азотной и серной кислот или азотной кислоты и уксусного ангидрида по схеме [2]:

Способ 1

Дозировка производится при температуре 5 °С, а выдержка – при 50 °С.

61

Способ 2

Выход продукта в обоих вариантах: около 84 %.

Стойкое ВВ сравнительно большой силы [2], энергетический наполнитель.

Список литературы

1.ICT Database of Thermochemical Vаlues. – Version 2.0. – ICT. – Karlsruhe, Germany, 1999.

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

ствам. – М., 1961. – Ч. 2. – С. 171.

62

Скорость детонации (закрытый объём): 7300 м/с при ρ = 1490 кг/м3

Бледно-жёлтые кристаллы. Существует в двух полиморфных модификациях. Выше или ниже температуры превращения (97 °С) они быстро переходят друг в друга.

Растворимость (г/100 мл растворителя) при 15 °С [2]:

вацетоне – 38,4;

вметаноле – 2,35;

вледяной уксусной кислоте – 5,3.

При действии кислот, даже очень разбавленных, количественно разлагается на СН2О и N2, особенно легко при нагревании. На свету жёлтые кристаллы превращаются в бесцветный порошок.

Проба Абеля после трёхдневной выдержки вещества на свету: 60 °С – 10–15 мин.

Получают нитрозированием гексаметилентетрамина нитритами щелочных металлов в разбавленных и минеральных кислотах по схеме [2]:

Выход: 65 %.

Выпускался во время Второй мировой войны под названием R-соль [1]. Несмотря на высокие энергетические характеристики, в настоящее время из-за низкой химстойкости в топливных композициях не используется.

64

Список литературы

1.Meyer R. Explosives. – 3d., rev. and ext. ed. – 1987; resp. Köhler J., Meyer R. Homburg A. Explosivstoffe. – Weinheim: VCH Verlagsgesellschaft, 1991.

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

ствам. – М., 1961. – Ч. 2. – С. 197.

3.Medard L., Thomas M. Determination Calorimetriques Concernant Dix-huit Derives Nitres ou Nitrates Organiques // Memorial des Poudres. – 1949. – Vol. 31. – P. 173–196.

4.Brockman F.J., Downing D.C., Wright G.F. Nitrolysis of Hexamethylenetetramine III // Canadian Journal of Research. – 1949. – 27 B. – P. 469.

5.Cox J.D., Pilcher G. Thermochemistry of Organic and Organometallic Compounds. – London: Academic Press, 1970.

6.Stull D.R., Westrum E.F., Sinke G.C. The Chemical Thermodynamics of Organic Compounds. – John Wiley and Sons, Inc, 1969.

65

C3H6N6O4 2-Нитроимино-5-нитрогексагидро-

1,3,5-триазин

NNHT

N - NO2

HN NH

N

NO2

Молекулярная масса: 190,1 Кислородный баланс: –42,08 % Массовая доля азота: 44,19 % Агрегатное состояние: твёрдое

Плотность: 1750 кг/м3 [1] Температура плавления: 207 °С Разложение [2]

Энтальпия образования: 68,20 кДж/моль [1]

Энергия образования: 88,03 кДж/моль [1]

Чувствительность к удару: ДН50 = 80 см [1]

Получают нитролизом 2-нитримино-5-трет-бутилгекса- гидро-1,3,5-триазина по схеме [3]:

66

NNHT рассматривается в литературе в качестве термостойкого, малочувствительного к удару компонента высокоэнергетических конденсированных композиций.

Список литературы

1.Huang D.S., Rindone R.R. NNHT: A New Low Cost Insensitive Cyclic Nitramine // Joint Intern. Symp. on Compatibility of Plastics and Other Materials with Explosives, Propellants, Pyrotechnics and Processing of Explosives, Propellants and Ingredients, San Diego, California, 1991.

2.Dagley I.J., Kony M., Walker G. Properties and Impact Sensitiveness of Cyclic Nitramine Explosives Containing Nitroguanidine Groups // J. of Energetic Materials. – 1995. – Vol. 13. – Р. 35–56.

3.Cliff M., Dagley J., Parbaer R. // Propell., Explos., Perotech. – 1998. – Vol. 28. – P. 155-158.

67

(Н2О газ) 5297 кДж/кг [5]

Теплота детонации

(Н2О ж.) 6322 кДж/кг [5]

Скорость детонации (ограниченный объём): 8750 м/с [5]

Чувствительность к удару: 7,5 Н·м [5] Чувствительность к трению (нагрузка на пестик): 120 Н [5]

Критический диаметр детонации: 8 мм [5]

Белый кристаллический продукт. Растворим в ацетоне, ограниченно растворим в этаноле, диэтиловом эфире, при повышенной температуре ограниченно растворим в нитробензоле, гликоле [5]. Обладает токсичными свойствами.

Классический метод получения гексогена (Henning, 1898 г.) заключается в нитрации гексамина концентрированной азотной кислотой с последующим выделением продукта высаживанием из ледяной воды. Процесс сложен, требует использования большого избытка дымящей азотной кислоты.

В настоящее время известно несколько способов получения гексогена:

SH-процесс (автор Schnurr);

K-процесс (автор Knoffler); КА-процесс (авторы Knoffler, Apel); E-процесс (автор Eble); W-процесс (автор Wolfram).

Из них внедрены в промышленное производство К-про- цесс и КА-процесс [6].

К-процесс реализуется по схеме [6]:

69

Выход: 90 %.

Нитрат аммония используется в процессе для компенсации недостатка азота в гексамине и подавления опасных реакций окисления.

В КА-процессе нитрация гексамина проводится смесью теплых растворов азотной кислоты в уксусном ангидриде по схеме [6]:

Выход: 79–80 %.

Нитрат аммония является дополнительным источником азота и препятствует даже при температуре 60–80 °С разложению нитрующей смеси. Гексамин используется в виде азотнокислой соли, которая образуется в форме кристаллов при добавлении насыщенного водного раствора гексамина в концентрированную азотную кислоту при температуре ни-

же 15 °С.

Уксусный ангидрид, раствор нитрата аммония в азотной кислоте и твёрдый гексаминдинитрат медленно дозируются параллельно в реактор, нагретый предварительно до 60–80 °С.

70