книги / Высокоэнергетические пластификаторы смесевых и баллиститных твердых ракетных топлив. Физико-термохимические характеристики, получение, применение
.pdfAcCN, (C2H5)3N
FC(NO2)2CH2 2 NCH2Br+HOCH2 CH(N3)CH2N3 0— 50 oC, 48 h
FC(NO2)2CH2 2NCH2OCH2CH(N3)CH2N3
Выход: 50 %.
Рекомендован для использования в качестве высокоэнергетического пластификатора малодымных СРТТ*.
___________________
* Там же.
131
С8Н12N6O5 |
1,5-бис (азидоацетокси) -3- |
оксапентан, бис (азидоацетат) |
|
|
диэтиленгликоля, DEGBAA |
N3CH2COCH2CH2OCH2CH2OCCH2N3
O O
Молекулярная масса: 270,0 Кислородный баланс: –99,90 % Массовая доля азота: 31,11 % Агрегатное состояние: жидкость
Плотность: 1000 кг/м3 [1] Температура начала интенсивного разложения: 212 °С [2] Температура вспышки: 235 °С [1] Температура стеклования: –63,3 °С [1]
Энтальпия образования: 328,86 кДж/моль [1] Теплота сгорания: 4540,5 кДж/моль [1] Чувствительность к удару: >10 Н·м [1] Чувствительность к трению: 160 Н [1]
Получают этерификацией диэтиленгликоля хлоруксусной кислотой, с последующей обработкой бис (хлорацетата) диэтиленгликоля азидом натрия в диметилсульфоксиде по схеме [2]:
HOCH2CH2OCH2CH2OH |
2 ClCH2C OOH, to luene |
ClCH2COOCH2CH2OCH2CH2OOCCH2Cl |
TsOH, 105 oC |
2 NaN3, DM SO
4 0 oC N3CH2COOCH2CH2OCH2CH2OOCCH2N3
Используется как энергетический пластификатор полиглицидилазидных связующих СРТТ [3].
132
Список литературы
1.ICT Database of Thermochemical Volues. Version 2,0. — ICT. — Karlsruhe, Germany, 1999.
2.Drees D., Löffel D.,Messmer A ., Schmid K. // Propell., Explos.,
Pyrotech. — 1999. — Vol. 84. — P. 159—162.
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.
133
бис (2,2-динитропропил) ацеталь,
C8H14N4O10 ВDNPА
NO2 CH3 NO2
H3CCCH2OCOCH2CCH3
NO2 H NO2
Молекулярная масса: 326,22 Кислородный баланс: –63,76 % Массовая доля азота: 17,18 % Агрегатное состояние: твёрдый
Плотность: 1360 кг/м3 [1] Температура плавления: 33—35 °С [1]
Температура кипения: 150 °С (0,01 mm Hg) [1]
Энтальпия образования:
–641,83 кДж/моль [2] –660,65 кДж/моль [1] –633,04 кДж/моль [3]
Энергия образования:
–607,14 кДж/моль [2] –625,97 кДж/моль [1] –598,35 кДж/моль [3]
Получают окислительным нитрованием нитроэтанола персульфатными солями в присутствии катализатора — феррицианида калия — споследующей обработкой форм- и ацетальдегидами по схеме [1, 4, 5]:
|
|
|
Na2S2O8 |
|
|
|
CH O/NaOH |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|||
CH3CH2NO2 |
|
|
CH3CH(NO2)2 |
|
CH3C(NO2)2CH2OH |
||||
K3Fe(CN)6 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|||
|
CH3CHO |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
CH3C(NO2)2CH2OCHOCH2C(NO2)2CH3 |
|
|||||||
BF3 O(C2H5)2 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Выход: 64 %.
134
BDNPA, будучи твердым веществом, в смеси с BDNPF в соотношении 50:50 образует эвтектическую смесь с температурой плавления – 18 °С, которая используется в качестве пластификатора высокоэнергетических артиллерийских баллиститных порохов, СРТТ широкого температурного диапазона эксплуатации [1, 4].
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.Justice B.H., Carr I.H. The Heat of Formation of Propellant Ingredients // AFRPL-TR-67-311, AD 387455. — December 1967.
3.Energetic Mat. Center: Cheetah Reactant Library. Version 2.0. —
1998.
4. 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.
5. Pat. 5648556 US. Hamilton R., Wardle R. — 1997.
135
C9F12H14N6O3 |
1,2,3-трис (1,2-дифторамино- |
||
этокси)-пропан, TVOPA |
|||
|
NF2 |
NF2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F2NCH2CHOCH2CHCH2OCHCH2NF2
OCHCH2NF2
NF2
Молекулярная масса: 482,2 Кислородный баланс: –53,08 % Массовая доля азота: 17,4 %
Агрегатное состояние: прозрачная жидкость
Плотность: 1535 кг/м3 [1]
Энтальпия образования:
–870,69 кДж/моль [1] –866,88 кДж/моль [2]
Энергия образования:
–827,34 кДж/моль [1] –823,54 кДж/моль [2]
Теплота сгорания: 6787,7 кДж/моль [2]
Получают взаимодействием тетрафторгидразина с 1,2,3-трис (винилокси) пропаном в среде инертного растворителя по схеме [3]:
|
|
|
|
|
|
|
NF2 |
|
|
NF2 |
|
|
|
N2F4 |
|
F2NCH2 |
|
|
|
|
|||
CH =CHOCH CHCH OCH = CH |
2 |
|
CHOCH2 |
CHCH2OCHCH2NF2 |
|||||||
|
|
||||||||||
2 |
2 |
2 |
5,9 at ., 60 oC, 6 h |
|
|
|
OCHCH2NF2 |
||||
|
|
OCH = CH2 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NF2 |
Выход: 96 %.
136
Рекомендован для использования в качестве высокоэнергетического пластификатора ТРТ в количестве от 20 до 40 % от общего веса топлива [3].
Список литературы
1.Anderson R.W.et.al. Investigation of the Thermodynamic Proper-
ties of Propellant Ingredients and the Burning Mechanism of Propellants // Dow Chemical Co. Annual progress report. — №. 1. — 1968. -AD- 387396.
2.Justice B.H., Carr I.H. The Heat of Formation of Propellant Ingredients // AFRPL-TR-67-311, AD 387455. — December 1967.
3.Pat. 3968160 US.Rud S.T. —1976.
137
C9H11N9O6 |
1,2,3-трис (азидоацетокси) пропан |
глицерина триазидоацетат, GTAA |
N3CH2OCOCH2CHCH2OCOCH2N3
OCOCH2N3
Молекулярная масса: 434,1 Кислородный баланс: –82,05 % Массовая доля азота: 29,03 %
Агрегатное состояние: жидкость Теплота сгорания: 4985,6 кДж/моль [1]
Энтальпия образования: –139,75 кДж/моль [1] Энергия образования: –107,53 кДж/моль [1]
Получают взаимодействием глицерина с хлоруксусной кислотой в толуоле в присутствии катализатора — n-толуолсульфокислоты с последующим азидированием по схеме [2, 4]:
HOCH2C HC H2OH |
ClCH2COOH, 40 oC |
|||
|
ClCH2OCOCH2 CHCH2OCOCH2Cl |
|||
|
||||
|
|
kt., toluene |
|
|
OH |
|
OCOCH2 Cl |
||
|
|
Выход: более 80 %. |
3NaN3, DMSO, t oC
N3CH2OCOCH2CHCH2OCOCH2N3
- 3NaCl
OCOCH2N3
Выход: более 50 %.
Имеет низкую температуру стеклования. Рекомендуется использовать для пластификации высокоэнергетических глицидилазидных связующих типа GAP и сополимеров GAP [2—4].
138
Список литературы
1.ICT Database of Thermochemical Values. Version 2,0. — ICT. — Karlsruhe, Germany. — 1999.
2.Drees D., Löffel D.,Messmer A ., Schmid K. // Propell., Explos., Pyrotech. — 1999. — Vol. 24. — P. 159—162.
3.Sinthesis and Characterization of Two Potential Energetic Azido Ethers / C. Pant [et al.] // Propell., Explos., Pyrotech. — 2006. — Vol. 31.
—6. — P. 477—481.
4.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.
139
1,3-бис (азидоацетокси) -2,2-бис C9H12N12O4 (азидометил) пропан, РЕAA
CH2OOCCH2N3
N3CH2-C-CH2N3
CH2OOCCH2N3
Молекулярная масса: 352 Кислородный баланс: –90,8 % Массовая доля азота: 47,73 % Агрегатное состояние: жидкость
Плотность: 1390 кг/м3 [2] Вязкость: 2000 мПа·с [2]
Показатель преломления: 1,6745 (20 °С) [2] Температура стеклования: –51,9 °С [1]
–40,27 °С [2]
Энтальпия образования: 605,6 кДж/моль [1]
Температура начала интенсивного разложения: 215,8 °С [2]
Теплота сгорания: 3096,74 кДж/моль [1]
Получают взаимодействием 2,2-бис (2-бромметил) пропандиола-1,3 схлоруксусной кислотой с последующей обработкой полупродукта азидом натрияпосхеме [2]:
|
C H2Br |
|
CH2Br |
|||
|
|
|
2ClCH2COOH, DMB |
ClCH2COOCH2CCH2OOCH2Cl |
||
HOCH |
CCH OH |
|||||
|
|
|||||
2 |
2 |
TsOH, 140 oC |
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
CH2Br |
|
CH2Br |
Выход: более 94 %.
140