книги / Высокоэнергетические пластификаторы смесевых и баллиститных твердых ракетных топлив. Физико-термохимические характеристики, получение, применение

Кислородный баланс: –51,59 % Массовая доля азота: 14,77 % Агрегатное состояние: жидкость

Плотность: 1510 кг/м3 (25 °С) [1] Температура кипения: 48 °С (0,15 mm Hg) [1] Энтальпия образования: –1125,50 кДж/моль [1] Энергия образования: –1093,28 кДж/моль [1]

Получают из 2,2-дифтораминопропанола через тионокарбонат с последующим фторированием последнего по схеме [2]:

Выход: 80,4 %.

Предложен для использования в качестве высокоплотного высокоэнергетического пластификатора взрывчатых композиций и ТРТ [1].

Список литературы

1.Hull M.E., Guimont J.M. Desensitization of Explosive Materials // SRI-Report Contract N00014-76-C-0810; NR093-056. — SRI-Project PYU-5374. — July 1977.

2.Harder R.J., Smith W.C. Chemistry of Sulfur Tetrafluoride. IV.

Fluorination of Thriocarbonyl Compounds // J. Am. Chem. Soc. — 1961. — Vol. 83. — P. 3422–3424.

121

(NO2)3CCH2CH2NCOOCH(CH2N3)2

Молекулярная масса: 407,2 Кислородный баланс: –33,4 % Массовая доля азота: 37,82 % Агрегатное состояние: жидкость

Плотность: 1563 кг/м3 (23 °С)* Показатель преломления: 1,5203 (20 °С)*

Получают взаимодействием 3,3,3-тринитропропилизоцианата с 1,3-диазидопропанолом с последующей обработкой образовавшегося карбамата смесью концентрированной азотной кислоты с уксусным ангидридом в хлористом метилене по схеме [1]:

Выход: 75 %.

Рекомендован в качестве высокоэнергетического пластификатора ТРТ*.

___________________

* Witucki E.F., Frankel M.B. Synthesis of Novel Energetic Aliphatic Compounds // J. Chem. Eng. Data. — 1982. — Vol. 27. — Р. 94—97.

122

Кислородный баланс: –36,53 % Массовая доля азота: 35,53 % Агрегатное состояние: твёрдое

Плотность: 1637 кг/м3 [1, 2] Температура плавления: 46,6 °С [1, 2] Температура разложения: 227,3 °С [1, 2]

Энтальпия образования: 164,18 кДж/моль [1, 3] Энергия образования: 201,33 кДж/моль [1, 3] Теплота сгорания: 951,02 кДж/моль [1, 3]

Растворим в полярных растворителях (эфир, ацетон, метиленхлорид), нерастворим в гексане, четырёххлористом углероде, воде [1].

Получают из бис (тринитроэтил) формаля через стадии синтеза 2,2,8,8-тетранитро-4,6-диоксанонадиола-1,9, его тозилата, который обрабатывают азидом натрия. Синтез реализуют по схеме [1]:

o

CH2 OCH2C(NO2)2CH2OTs NaN3, 50 C, 74 h N3CH2CCH2OCH2OCH2CCH2N3

2 DMSO, H2O

Выход: 66 %.

123

Имеет лучшие термическую стабильность, скорость детонации и чувствительность, чем бис (тринитроэтил) формаль.

Предложен в качестве высокоэнергетического пластификатора энергетических связующих твердых ракетных топлив [1—3].

Список литературы

1.Hong Y., Xiaopei G., Boren C. Synthesis of a new organic azide:

1,9-Diazido-2,2,8,8-Tetranitro-4,6-Dioxanonane // Propell., Explos., Pyrotech. — 1996. — 21. — Р. 231—232.

2.Hong Y., Xiaopei G., Boren C. Synthesis of Azide Energetic Plasticizers // Int. Symp. Pyroctech. Explos.; Beijing, China, 1995. – 3rd ed. — Р. 294—298.

3.Hong Y., Xiao-Pei G., Boren C. Comparison of Thermal Stabilities of Azidomethyl-gem-Dinitromethyl Compounds // 21 Int. Pyrotechnics Seminar, Moscow, 1995.

124

Кислородный баланс: –51,25 % Массовая доля азота: 17,94 % Агрегатное состояние: твердый

Плотность: 1410 кг/м3 [1] Температура плавления: 31 °С [1]

Температура кипения: 149 °С (0,01 mm Hg) [1]

Энтальпия образования: –597,06 кДж/моль [2] Энергия образования: –564,84 кДж/моль [2]

Получают обработкой 2,2-динитропропанола параформальдегидом в серной кислоте по схеме [1]:

CH3CCH2OH (CH2O)3 H3CCCH2OCH2OCH2CCH3

В смеси с бис (2,2-динитропропил) ацеталем (50/50) образует эвтектическую смесь с температурой плавления –18 °С, которая используется в сочетании с нитроглицерином для пластификации двухосновных ТРТ [1, 3].

125

Список литературы

1.Gore G.M., Bhabewora R., Tipare K., Walunj N., Bhat V. BDNPA/F as Energetic Plasticizer in Propellant Formulations. // 29th Int. Annual Conf. ICT. — June 1998. — P. 136/1—136/12.

2.Souers P.C., Kury J.W. Comparison of Cylinder Data and Code Calculations for Homogeneous Explosives. // Propell., Explos., Piro-

tech. — 1993. — Vol. 18. — P. 175—183.

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.

126

CH3CH2CH2CH2CH2NCH2CH2ONO2

Молекулярная масса: 221,0 Кислородный баланс: –119,1 % Массовая доля азота: 19,00 % Агрегатное состояние: жидкость

Плотность: 1178 кг/м3 [1] Температура плавления: –8 … –5 °С [1]

Энтальпия образования: –192,4 кДж/моль [3] Теплота сгорания: 4009,0 кДж/моль [3]

Получают нитрованием оксиэтилпентилнитрамина смесью 98 %-ой азотнойкислотысуксусным ангидридом по схеме [1, 2]:

NO2

HNO3+ Ac2O

CH3CH2CH2CH2CH2NHCH2CH2OH ZnCl2, 5—10 oC CH3CH2CH2 CH2CH2NCH2CH2ONO2

Рекомендован для использования в качестве энергетического пластификатора артиллерийских порохов и модифицированных двухосновных ракетных топлив [1, 2].

Список литературы

1. Provatas A. Energetic Polymers and Plasticizers for Explosion Formulathions. — A Review of Recent Advances // DSTO-TR-0966.

Conronweath of Australia. AR-011-428. — 2000. — P. 40.

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.

3. Simmons R.L. Thermochemistry of NENA Plasticizers // 25th Int. Annual Conf. ICT. — Karlsruhe, Germany, 1994. — Р. 10/1—10/10.

127

бис (2,2-динитропропил) ацеталь/ C7,5H13N4O10 бис (2,2-динитропропил) фор-

маль, ВDNPА/BDNPF

CH3CCH2OCHOCH2CCH3 / CH3CCH2OCH2OCH2CCH3

Молекулярная масса: 319,2 Кислородный баланс: –57,64 % Массовая доля азота: 17,54 % Агрегатное состояние: жидкость

Плотность: 1390 кг/м3 [1] Температура плавления: –18 °С [2]

Температура кипения: 150 °С (0,01 mm Hg) [3] Энтальпия образования: –620,03 кДж/моль [1] Энергия образования: –586,51 кДж/моль [1]

Получают в непрерывном варианте окислительным нитрованием нитроэтана в 2,2-динитро-этане с использованием в качестве окислителя персульфатных солей в присутствии катализатора феррицианида калия с последующей обработкой форм- и ацетальальдегидами по схеме [4]:

128

BDNPA, BDNPF, будучи твёрдыми веществами, при смешивании в соотношении 50:50 образуют жидкую при обычной температуре эвтектическую смесь с температурой плавления –18 °С.

Используется в качестве энергетического пластификатора высокоэнергетических артиллерийских порохов, СРТТ широкого температурного диапазона эксплуатации [5].

Список литературы

1.Dobratz B.M. LLNL Explosives Handbook. — University of California, Livermore. — March 1981. — UCRL-52997 with UCRL-52997 Change 2. — January 1985.

2.Product Bulletin for Bis-2,2-Dinitropropylacetal/Formal // Aerojet Strategic Propulsion Company. — July 1986.

3.Gore G.M., Bhabewora R., Tipare K., Walunj N., Bhat V. BDNPA/F as Energetic Plasticizer in Propellant Formulations // 29th Int.

Annual Conf. ICT. — Karlsruhe, Germany, June 1998. — P. 136/1— 136/12.

4. Wardle R., Hamilton R., Geslin M., Manchini V., Vereil D. // 29

Int. Annual Conf. ICT. — Karlsruhe, Germany, 1999. — Р. 39/1.

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 c.

129

1,2-диазидо-4-окса-6-аза-6- (1-

C8F2H11N11O9 фтор-1,1-динитроэтил)-8-фтор-8,8- динитрооктан (2,3-диазидопропок- симетилен) бис(2-фтор-2,2- динитроэтил) амин, DAFAM

Молекулярная масса: 443,2 Кислородный баланс: –41,51 % Массовая доля азота: 34,75 % Агрегатное состояние: жидкость

Плотность: 1521 кг/м3 (23 °С)* Температура стеклования: 5—10 °С* Показатель преломления: 1,4932 (23 °С) *

Энтальпия образования: 33,47 кДж/моль* Энергия образования: 74,39 кДж/моль*

DAFAM получают конденсацией бромметилбис (фтординитроэтил) амина с 2,3-диазидо-1-пропанолом в ацетонитриле в присутствии триэтиламина по схеме*:

___________________

*Pat. 4432815 US. Azido Fluorodinitro Amines. Frankel M.B., Witucki E.F. — 1984; Pat. 4419285 US. — 1983.

130