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

C4Н4N6O5 1,4-Динитрофуразано[3,4-b]-пиперазин

NO2

N N

O

N N

NO2

Молекулярная масса: 216,1 Кислородный баланс: –37,02 % Массовая доля азота: 38,87 % Агрегатное состояние: твёрдое

Плотность: 1830 кг/м3 [1] Температура плавления: 132–134 °С Разложение [2]

Энтальпия образования: 283,68 кДж/моль [3]

Энергия образования: 302,25 кДж/моль [3]

Получен нитрованием фуразано[3,4-b]пиперазина смесями трифторуксусного ангидрида с 100%-ной азотной кислотой или пятиокиси азота с 100%-ной азотной кислотой по схеме [2]:

81

Не нашел применения из-за низкой термической стойкости.

Список литературы

1.Furazan Derivatives: High Energetic Materials from Diaminofurazan / A.B. Sheremetev [et al.] // XXII Int. Pyrotech. Seminar, 1996.

2.Willer R.L., Moore D.W. Synthesis and Chemistry of some Furazanoand Furoxano [3,4-b]piperazines // J. Org. Chem. – 1985. – Vol. 50. – Р. 5123–5127.

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

82

Высокоплотный кристаллический продукт.

Получают реакцией мочевины с глиоксалем с образованием гликольурила и нитрацией последнего абсолютной азотной кислотой или нитрующей смесью по схеме [5]:

По классификации [6] DINGU относится к нечувствительным ВВ. Исследован как компонент пластичных ВВ и порохов [7].

Список литературы

1.Stinecipher M.M., Stretz L.A. Sensitivity and Performance Characterization of DINGU // 8th Symposium (Int.) on Detonation. – 1985. – Р. 351–356.

2.Derives Nitres acetyles du glycolurile / J. Boileau [et al.] // Propellants and Explosives. – 1985. – Vol. 10. – Р. 118–120.

3.Kehren J.P. Explosives Nouveaux de la Famille du Glycolurile // Int. Annual Conf. ICT, 1976.

4.Comparison of TATB and DINGU Explosive Properties / P. Deneuville [et al.] // Seventh Symposium (Intl.) on Detonation, Annapolis, Maryland, June 1981. – P. 540–547.

84

5. Pat. 4487938 US / J. Boilean, J.M. Emeury, J.P. Kehren; 1974.

6. Explosives synthesis at Los Alamos / M.D. Coburn [et al.] // Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev. – 1986. – 25–68 p.

7. Agrawal J.P., Hadgson R.D. Organic Chemistry of Explosives. – John Wiley and Sons, Ltd, 2007. – 384 p.

85

C4Н4N8O8 3,6,7,8-Тетранитро-3,6,7,8-тетрааза-

трицикло[3.1.1.1]октан

NМ2, TNACB

Молекулярная масса: 292,125 Кислородный баланс: –10,95 % Массовая доля азота: 38,34 % Агрегатное состояние: твёрдое

Плотность: 1970 кг/м3 (расчетная)*

Энтальпия образования: 379,91 кДж/моль (расчетная)*

Энергия образования: 404,68 кДж/моль (расчетная)*

Рассчитаны физико- и термохимические характеристики. Соединение на 1.01.2010 г. не синтезировано.

Представляет интерес как высокоплотный энергетический наполнитель, альтернативный НМХ, высокоэнергетических СРТТ и баллиститных порохов*.

* Sanderson A. The Characterization and Development of New Energetic Materials (ESTIMATED Properties) // 27th Int. Annual Conf. ICT (Energetic Materials), 1996.

86

O2N - C - CH2 - N - CH2 - C - NO2

Молекулярная масса: 388,1 Кислородный баланс: 16,49 % Массовая доля азота: 28,80 % Агрегатное состояние: твёрдое

Плотность: 1960 кг/м3 20 °С [1] Температура плавления: 94–95 °С [1] Теплота сгорания: 2464,71 кДж/моль [1]

Энтальпия образования:

–28,03 кДж/моль [3] –27,20 кДж/моль [4]

Энергия образования:

4,18 кДж/моль [3]

5,02 кДж/моль [4]

Теплота взрывчатого превращения: [6] (Н2О ж.) 5436 кДж/моль (Н2О газ) 5222 кДж/моль

Кристаллический продукт. Нерастворим при 20 °С в во-

де [5].

87

Получают аминолизом тринитроэтанола с последующим нитрованием бис(2,2,2-три-нитроэтил)амина до BTNENA по схеме [5]:

Высокоплотное взрывчатое вещество. Из-за нестабильности тринитрометильной группировки в качестве высокоэнергетического наполнителя СРТТ не рассматривался.

Список литературы

1.Standard Enthalpies of Formation of Certain Nitro Compounds / L.V. Kustova [et al.] // Bulletin of the Academy of Sciences of the USSR. Division of Chemical Science. – 1981. – Р. 1830–1836

2.Yan Hong, Xiao-Pei G., Chen Bo-Ren. Comparison of Thermal Stabilities of Azidomethyl-gem-Dinitromethyl Compounds // 21th Int. Pyrotech. Seminar, Moscow, 1995.

3.Pedley J.B., Naylor R.D., Kirby S.P. Thermodynamic Data of Organic Compounds. – 2nd ed. – Chapman and Hall, 1986.

4.Interrelationship between Relative Impulses and the Chemical Structures of Explosive Substances / L.T. Eremenko [et al.] // 7th Int. Pyrotechnics Seminar, Chicago, Illinois, IIT Research Institute, 14–18 July 1980.

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

ствам. – М., 1961. – Ч. 2. – С. 229.

6.Meyer R., Köhler J., Homburg A. Explosives. – Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH, 2002. – P. 96–98.

88

C4Н4N12O12 2,4,6,8,9,10-Гексанитразаадамантан

Молекулярная масса: 412,1 Кислородный баланс: 7,76 % Массовая доля азота: 40,77 % Агрегатное состояние: твёрдое

Плотность: 2000 кг/м3 (расчетная) [1] Плотность: 2032 кг/м3 (расчетная) [2]

Энтальпия образования (расчетная):

289,11 кДж/моль [1]

511,28 кДж/моль [3]

125,52 кДж/моль [4]

Энергия образования (расчетная):

323,80 кДж/моль [1]

545,97 кДж/моль [3]

160,21 кДж/моль [4]

Рассматривается как высокоплотный энергетический наполнитель СРТТ [5].

89

Список литературы

1.«Microscopic» and «Macroscopic» Level of the Errors for Detonation Characteristics Calculations: Pedigree of the Errors / T.S. Pivina [et al.] // Journal de Physique IV, Colloque C4. – 1995. – Vol. 5. – Р. 505–517.

2.Holden J.R., Ammon H.L. Prediction of Crystal Densities // 6th Ann. Working Group Meeting on Synthesis of HE Density Materials, 1987.

3.Pivina T.S., Sukhachev D.V., Zefirov N.S. QSPR Approach to Evaluating and Predicting Physical-Chemical Characteristics of Energetic Materials: Up and Down // Europyro 93, 5e Congres International de Pyrotechnie du Group de Travail, Strasbourg, France, 6 au 11 Juin 1993.

4.Coon C. The Synthesis of Dense Energetic Materials // UCID-19441, (LLNL, USA), July 1982.

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.

90