АДНА ( ADN ) является аммоний соль из dinitraminic кислоты . ADN разлагается под действием тепла, оставляя только азот, кислород и воду. Ионы представляют собой ион аммония NH 4 + и динитрамид N (NO 2 ) 2 - .
Имена | |
---|---|
Название ИЮПАК Динитрамид аммония | |
Идентификаторы | |
| |
3D модель ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100,126,585 |
Номер ЕС |
|
PubChem CID | |
UNII | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| |
| |
Характеристики | |
H 4 N 4 O 4 | |
Молярная масса | 124,06 г / моль |
Плотность | 1,81 г / см 3 |
Температура плавления | 93 ° С (199 ° F, 366 К) |
Точка кипения | разлагается при 127 ° C (261 ° F, 400 K) |
Опасности | |
Пиктограммы GHS | |
Сигнальное слово GHS | Опасность |
H201 , H228 , H302 , H371 | |
Р210 , P230 , P240 , P241 , P250 , P260 , P264 , P270 , P280 , P301 + 312 , P309 + 311 , P330 , P370 + 378 , P370 + 380 , P372 , P373 , P401 , P405 , P501 | |
Термохимия | |
Свободная энергия Гиббса (Δ f G ˚) | -150,6 кДж / моль |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
проверить ( что есть ?) | |
Ссылки на инфобоксы | |
Он является отличным твердым ракетным окислителем с немного более высоким удельным импульсом, чем перхлорат аммония, и, что более важно, не оставляет едких паров хлористого водорода . Это свойство также представляет военный интерес, поскольку дым, не содержащий галогенов, труднее обнаружить. Он разлагается на газы с низкой молекулярной массой, поэтому он способствует более высокой производительности без создания чрезмерных температур при использовании в ракетном топливе. Соль склонна к детонации при высоких температурах и ударам больше, чем перхлорат .
Компания EURENCO Bofors произвела LMP-103S в качестве заменителя гидразина в соотношении 1: 1 путем растворения 65% динитрамида аммония, NH 4 N (NO 2 ) 2 , в 35% водном растворе метанола и аммиака. LMP-103S имеет на 6% более высокий удельный импульс и на 30% более высокую плотность импульса, чем гидразин-монотопливо. Кроме того, гидразин очень токсичен и канцероген, тогда как LMP-103S умеренно токсичен. LMP-103S относится к классу 1.4S ООН, допускающему транспортировку на коммерческих самолетах, и был продемонстрирован на спутнике Prisma в 2010 году. Специального обращения не требуется. LMP-103S может заменить гидразин в качестве наиболее часто используемого монотоплива . [1]
Сообщается, что монотопливо на основе ADN FLP-106 имеет улучшенные свойства по сравнению с LMP-103S, включая более высокие характеристики (ISP 259 с против 252 с) и плотность (1,362 г / см 3 против 1,240 г / см 3 ). [2]
История
Динитрамид аммония был изобретен в 1971 году в Институте органической химии им. Зелинского в СССР. Первоначально вся информация, касающаяся этого соединения, была засекречена из-за его использования в качестве ракетного топлива, особенно в межконтинентальных баллистических ракетах « Тополь-М ». В 1989 году динитрамид аммония был независимо синтезирован в SRI International . [3] SRI получила американские и международные патенты на ВОПОГ в середине 1990-х годов, когда ученые из бывшего Советского Союза обнаружили, что они открыли ВОПОГ 18 лет назад. [3]
Подготовка
Существует не менее 20 различных способов синтеза динитрамида аммония. В лаборатории динитрамид аммония можно получить нитрованием сульфаминовой кислоты или ее соли при низких температурах.
- KSO 3 NH 2 + 2HNO 3 → KHSO 4 + NH 4 N (NO 2 ) 2 + H 2 O
Процесс выполняется при красном свете, поскольку соединение разлагается фотонами более высокой энергии. Детали синтеза остаются засекреченными. Другие источники [ кто? ] сообщают о синтезе аммония из нитрата аммония , безводной азотной кислоты и дымящей серной кислоты, содержащей 20% свободного триоксида серы . Перед разложением динитрамида кислоты необходимо добавить основание, отличное от аммиака. Конечный продукт получают фракционной кристаллизацией.
Другой синтез, известный как метод синтеза уретана, требует четырех стадий синтеза и дает выход до 60%. Этилкарбамат нитруют азотной кислотой , а затем подвергают взаимодействию с аммиаком с образованием аммониевой соли N-нитроуретана. Его снова нитрируют пентоксидом азота с образованием этилдинитрокарбамата и нитрата аммония . Наконец, обработка аммиаком снова приводит к отщеплению желаемого динитрамида аммония и регенерации исходного материала уретана. [4]
- CH 3 CH 2 OC (O) NH 2 + HNO 3 → CH 3 CH 2 OC (O) NHNO 2 + H 2 O
- CH 3 CH 2 OC (O) NHNO 2 + NH 3 → CH 3 CH 2 OC (O) NNO 2 NH 4
- CH 3 CH 2 OC (O) NNO 2 NH 4 + N 2 O 5 → CH 3 CH 2 OC (O) N (NO 2 ) 2 + NH 4 NO 3
- CH 3 CH 2 OC (O) N (NO 2 ) 2 + 2NH 3 → CH 3 CH 2 OC (O) NH 2 + NH 4 N (NO 2 ) 2
Рекомендации
- ^ Шведская группа космических корпораций, Монотопливо LMP-103S , 2011, www.ecap.se [ требуется полная ссылка ]
- ^ Андерс Ларссон; Никлас Вингборг. «Зеленые пропелленты на основе динитрамида аммония (ADN)» (PDF) . Проверено 21 июля 2020 года .
- ^ а б «Динитрамидные соли: ADN плюс другие соли» . SRI International . Архивировано из оригинала на 2012-05-26 . Проверено 15 апреля 2012 .
- ^ США 5714714A
дальнейшее чтение
- Современное ракетное топливо> PDF> Онлайн-библиотека Hesiserman
- Учебник химии 1999 Prentice Press, Нью-Йорк
- Суббья Венкатачалам; Гопалакришнан Сантош; Ковур Нинан Нинан (2004). «Обзор путей синтеза и свойств динитрамида аммония (ADN) и других солей динитрамида». Топливо, взрывчатые вещества, пиротехника . 29 (3): 178–187. DOI : 10.1002 / prep.200400043 .
| https://application.wiley-vch.de/books/sample/3527302409_c01.pdf }}