книги / Современные и перспективные высокоэнергетические компоненты смесевых и баллиститных твердых ракетных топлив
..pdfФедеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Пермский государственный технический университет»
ФГУП «Пермский научно-исследовательский институт полимерных материалов»
В. М . Зиновьев, Г. В. Куценко, А. С. Ермилов
СОВРЕМЕННЫЕ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ
СМЕСЕВЫХ И БАЛЛИСТИТНЫХ
ТВЕРДЫХ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ
Издательство Пермского государственного технического университета
2010
УДК 662.3: 678.049 363
Рецензент
доктор технических наук Н. Г. Ибрагимов (ФГУП «Научно-исследовательский институт полимерных материалов», г. Пермь)
Зиновьев, В. М.
363 Современные и перспективные высокоэнергетические компоненты смесевых и баллиститных твердых ракетных то плив / В. М. Зиновьев, Г. В. Куценко, А. С. Ермилов.— Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2010.— 162 с.
ISBN 978-5-398-00286-7
Книга представляет собой цитированный обзор по материалам откры той печати, преимущественно иностранной, методов получения, физико-хи мических свойств и перспектив применения в качестве высокоэнергетйческих полимерных горючесвязующих, пластификаторов, наполнителей сме севых твердых ракетных топлив и баллиститных ракетных порохов соединений с -N 02-, -N-NO2-, -N 3-, -ONO2-, -NF2-rpynnaMH, фуроксановыми, фуразановыми, полиазотистыми гетероциклическими кольцами и дру гими активными группировками.
Предназначено для студентов, аспирантов и молодых специалистовинженеров в области технической химии и боеприпасов.
УДК 662.3:678.049
ISBN 978-5-398-00286-7 |
© ГОУ ВПО «Пермский |
|
государственный |
|
технический университет», 2010 |
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Введение....................................................................................................... |
11 |
1. Высокоэнергетические полимерные горючесвязующие: методы |
|
получения, применение......................................................................... |
13 |
1.1. Полимеры и сополимеры глицидилазида..................................... |
13 |
1.2. Полимеры и сополимеры азидооксетанов.................................... |
22 |
1.3. Активные связующие с нитратными группами........................... |
24 |
Список литературы к главе 1................................................................ |
28 |
2. Перспективные высокоэнергетические окислители и наполнители |
|
твердых ракетных топлив..................................................................... |
32 |
2.1.Новые энергетические материалы с -NO2 и -Ы-Ы02-группами: современные и перспективные линейные и моноциклические
структуры......................................................................................... |
34 |
2.1.1. 1,1-Диамино-2,2-динитроэтилен (FOX-7).......................... |
36 |
2.1.2. Гидразиний нитроформиат.................................................. |
37 |
2.1.3. Моноциклические нитрамины............................................. |
38 |
2.1.4. Нитромочевины, нитрогуанидины и их производные..... |
43 |
2.1.5. Гем-бис(дифторамино)замещенные |
|
гетероциклические нитрамины........................................... |
49 |
2.2. Высоконитрованные каркасные соединения............................... |
51 |
2.2.1. Октанитрокубан.................................................................... |
56 |
2.2.2. Нитроадамантаны................................................................. |
59 |
2.2.3. Нитрогексаметилентетрамины............................................ |
59 |
2.2.4. Каркасные нитрамины.......................................................... |
63 |
2.2.5. Гексанитрогексаазаизовюрцитан (CL-20, HNIW)............ |
69 |
2.3. Аммоний динитрамид (ADN) |
|
и соли динитразовой кислоты....................................................... |
73 |
2.4. Энергетические С-, N-, О- содержащие гетероциклы...... |
77 |
2.4.1. Высокоазотистые кислородсодержащие пятичленные |
|
гетероциклические соединения........................................... |
79 |
2.4.2. Нитротриазолы....................................................................... |
86 |
2.4.3. Высокоазотистые тетразины и тетразолы.......................... |
94 |
2.5. Сверхмощные азотные структуры.............................................. |
95 |
Список литературы к главе 2 ................................................................. |
100 |
3. Высокоэнергетические пластификаторы.......................................... |
1М |
3.1. Азотнокислые эфиры алифатических спиртов.............................. |
111 |
3.1.1 Нитроксиалканы....................................................................... |
111 |
3.1.2. Нитроксиалкилнитрамины..................................................... |
114 |
3.2. Азидосоединения............................................................................... |
121 |
3.2.1. Азидоалканы............................................................................ |
121 |
3.2.2. Азидоалкилнитрамины............................................................ |
129 |
3.3. Алкилнитрамины............................................................................ |
* 136 |
3.4. Нитро- и фторнитроалканы.............................................................. |
140 |
3.5. N-Фтораминные соединения............................................................ |
148 |
Заключение..................................................................................................... |
154 |
Список литературы....................................................................................... |
155 |
В работе использовались следующие обозначения:
С* — скорость газов в критическом сечении сопла,
мчГ1
е— относительное удлинение при разрыве, %;
аг— разрывное напряжение, кгс-см"2;
АН} — энтальпия образования, кДж моль-1;
g — ускорение свободного падения (9,8 м*с'2); р — плотность, кг м"3;
d lsp— объемный единичный импульс;
Isр — удельный единичный импульс, кгс-с кг"1;
Р ш /
/, — удельный импульс реактивной силы СРТТ
или БРТ при перепаде давления в камере (Рк) РДТТ и на срезе сопла (Ра) кгс с кг"1-
ММ — молекулярная масса; М п — среднечисленная молекулярная масса;
M w— средневесовая молекулярная масса;
М т — средняя молекулярная масса продуктов сгора ния;
R — молекулярная константа идеального газа R = 8,3143 Дж-К ' моль"1;
Tg— температура стеклования, °С;
Тсг— конечная температура продуктов сгорания в камере РДТТ, °С;
Ткип — температура кипения, °С; Тип— температура плавления, °С; U — скорость горения, мм с"1*
1[/эфф— эффективная скорость истечения продуктов сгорания (на срезе сопла), мм-с"1;
Гу— функция; БРТ — ракетное топливо баллиститного типа;
БРП — баллиститный ракетный порох; ПГС — полимерное горючесвязующее; ПРО — противоракетная оборона;
РДТТ — ракетный двигатель твердотопливный; СТРТ — смесевое твердое ракетное топливо;
ТБА — третбутиламин;
ТБ — третбутил; ТРТ — твердое ракетное топливо;
ДТА — диференциально термический анализ; ДТГ — диференциально термогравиметрический ана
лиз; ДСК — диференциально сканирующая калоримет
рия;
ADN — аммоний динитроазот; ANF — З-амино-4-нитрофуразан;
ANTA— 5-амино-3-нитро-1,2,4-триазол;
ANTZ— 4-амино-5-нитро-1,2,3-триазол;
AMMO — З-азидометил-З-метилоксетан; ВАМО — 3,3-бис(азидометил)оксетан;
ВСНМО — 3,3-бис(хлорметил)оксетан; BDNBF — бис(2,2-динитробутил)формаль; BDNPA — бис(2,2-динитропропил)ацеталь;
BDNPA/F — бис(2,2-динитропропил)ацеталь/бис(2,2-ди- нитропропил)-формаль;
BDNPF — бис(2,2-динитропропил)формаль;
BFDNP — 3,3-бис(дифторамино)-1,5-динитроксипен- тан;
BuNENA — бутилнитроксиэтилнитрамин; BPAF — 3,4-бис(пикриламино)фуразан; BTTN— 1,2,4-бутантриолтринитрат; CBTN — 1,2,3,4-цтслобутантетранитрамин;
CL-20(HNIW) — 2,4,6,8,10,12-гексанитро-2,4,6,8,10,12-гексаа- за [5.5.05'9 О3 "]-изовюрцитан;
CRX — декаген;
СТРВ — карбокситерминальный полибутадиен; DAAF— 4,4’-диамино-3,3’-азоксифуразан; DAAZF — 4,4’-диамино-3,3’-азофуразан;
DAAT — 4,4’-диаминоазодитетразин;
DABF— 4,4’-диамино-3,3’-бифуразан;
DADNH — 1,6-диазидо-2,5-динитро-2,5-диазагексан; DADZP — 1,5-диазидо-2,4-динитро-2,4-диазапентан;
DAF— 3,4-диаминофуразан;
DANP— 1,3-диазидо-2-нитро-2-азапропан;
0АЫРЕ(КД-2>- |
1.5- диазидо- З-нитро-3-азапентан; |
DANTNP - |
4.6- бис(5-амино-3-нитро-1,2,4-триазо- |
|
лил)-5-нитропиримидин; |
DATH |
1.7- диазидо-2,4,6-тринитро-2,4,6-триазагеп- |
|
тан; |
DBLO |
дибутиллауринат олова; |
DEGBA |
бис(азидоацетат)диэтиленгликоля; |
DEGDN |
диэтиленгликольдинитрат; |
DHHZ |
3,6-дигидразинтетразин; |
DGTN |
диглицеринтетранитрат; |
DIAD |
диизопропилазодикарбоксилат; |
DINA 1,5-динитрокси-З-нитро-З-азапентан; |
|
DMF |
диметилформамид; |
DNAF |
4,4’-динитро-3,3’-азоксифуразан; |
DNBF |
4,4’-динитро-3,3’-бифуразан; |
DNBT |
5,5’-динитро-4,4’-бис-1,2,3-триазол; |
DNFX |
3.4- |
динитрофуроксан; |
DNGU |
1.4- |
динитрогликольурил; |
DNP |
2.4- динитро-2,4-диазапентан; |
|
DNP-4-NAP 2,2-динитропропил-4-нитро-4-азапентаноат; |
||
DNTZ |
4.5- динитро-1,2,3-триазол; |
|
DNU |
динитромочевина; |
|
ECH |
эпихлоргидрин; |
|
EGBAA |
бис(азидоацетат)этиленгликоля; |
|
EGDN |
этиленгликольдинитрат; |
|
EtNENA |
1 -нитрокси-З-нитро-З-азапентан; |
|
FEFO |
бис(2-фтор-2,2-динитроэтокси)формаль; |
|
FOX-7 |
1,1-диамино-2,2-динитроэтилен; |
|
FOX-12 |
N-гуанилмочевины динитрамид; |
|
GAP |
глицидилазидный полимер; |
|
GAPA |
глицидилазидный пластификатор; |
|
GAPE |
глицидилазидополиэфирэпоксид; |
|
HBIW |
гексабензилизовюрцитан; |
|
HELOVA |
высокомощное низкоуязвимое оружие; |
HK-55 2,6,8-тринитро-2,4,6,8-тетраазабицик- ло[3.3.0]-октан-3-он;
НК-56 — 2,7,9-тринитро-2,5,7,9-тетраазабицик- ло[4.3.0]-нонан-8-он;
HMDI — гексаметилендиизоцианат;
НМХ — циклотетраметилентетранитрамин (октоген); HNAW — 2,4,6,8,10,12-гексанитро-2,4,6,8,10,12-гексаа-
завюрцитан;
HNAAd — 2,4,6,8,9,10-гексанитро-2,4,6,8,9,10-гексаазаа- дамантан;
HpNC — гептанитрокубан; HNE — гексанитроэтан;
HNF — гидразинийнитроформиат;
HNFX — 3,3,7,7-тетрабис(дифторамино)-1,5-динит- ро-1,5-диазоцин;
НТРВ — гидрокситерминальный полибутадиен литие вой полимеризации;
IHNX — 2,4-бис(5-амино-3-нитро-1,2,4-триазо- лил)-3,5-динитропиридин;
К-6 — 2-оксо-1,3,5-тринитро-1,3,5-триазациклогек- сан;
К-55 — 2,4,6,8-тетранитро-2,4,6,8-тетраазабицик- ло[3.3.0]-октан-3-он;
К-56 — 2,5,7,9-тетранитро-2,5,7,9-тетраазабицик- ло[4.3.0]-нонан-8-он;
LOVA низкоуязвимое оружие;
MeNENA— 1-нитрокси-З-нитро-З-азабутан; NENAs — нитроксиэтилалкилнитрамин;
NFDF — бис(2,2-дифтораминопропил)дифторфор- маль;
NIBTNG— нитроизобутилтринитрат глицерина (1,3-ди- нитрокси-2-нитро-2-нитроксиметилпропан);
NIMMO — З-нитратометил-З-метилоксетан; ONC — октанитрокубан;
РСНА— перхлорат аммония;
PDADN — диазидодинитрат пентаэритрита;
РЕАА — 1,3-бис(азидоацетокси)-2,2-бис(азидоме- гил)пропан;
РЕСН — полиэпихлоргидрин;
РЕТКАА — тетракис(азидоацетат)триметилолнитрометан;
PETN — пентаэритрита тетранитрат;
PGNE — полиглицидилнитратэпоксид; PIPER— 1,4-динитробисфуразанопиперазин;
PNC — пентанитрокубан;
PrNENA — 1-нитрокси-З-нитро-З-азагексан; poly-AMMO — поли-З-азидометил-З-метилоксетан; poly-BAMO — поли-3,3-бисазидометилоксетан;
poly-GLIN — полиглицидилнитрат;
poly-NIMMO — поли-З-нитроксиметил-З-метилоксетан; PRAN — 2-(5-амино-3-нитро-1,2,4-триазолил)-3,5-ди-
нитропиридин;
RDX — циклотрииметилентринитрамин (гексоген); R45HT — гидрокситерминальный полибутадиен ради
кальной полимеризации;
SYEP — 1,3-бис(2,2,2-фтординитроэток- си)-2,2-бис(дифторамино)пропан;
SYFO — 2,2-бис(дифторамино)-5,5-динитропентил- формаль;
TAB— 1,2,4-триазидобутан;
TADAIW — 2,6,8,12-тетрацетил-2,4,6,8,10,12-гексаазаизо вюрцитан;
TADBIW — 4,10-дибензил-2,6,8,12-тетрааце- тил-2,4,6,8,10,12-гексаазаизо-вюрцитан;
TADFIW — 4,10-диформил-2,6,8,12-тетрааце- тил-2,4,6,8,10,12-гексаазаизо-вюрцитан;
TADNIW — 2,6,8,12-тетраацетил-4,10-динитро- зо-2,4,6,8,10,12-гексаазаизо-вюрцитан;
TAGDN — триаминогуанидиндинитрамид; ТАРЕ — тетраазидометан; ТАТВ — 1,3,5-триамино-2,4,6-тринитробензол;
TATFO — тетраазокситетрафуразан; TDI — 2,4-толуилендиизоцианат;
TEGDN — триэтиленгликольдинитрат; TEN (PETN) — тетранитрат пентаэритрита;
TFX — 4,10-динитро-2,6,8,12-тетраокса-4,10-диаза- тетрацикло[5.5.059034]-додекан;
TGF — тетрагидрофуран; TMETN — триметилолэтантринитрат;
TMNTA — трис(азидоацетокси)триметилолнитрометан; TN — тройная смесь нитраминов (ТС);
TNAC — 1,3,5,7-тетранитро-2,4,6,8-тетраазакубан; TNACB — 1,3,6,8-тетранитро-1,3,6,8-тетраа-
за-(2,7)-(4,5)-бициклобутан; TNACP — 1,3,6,8-тетранигро-1,3,6,8-тетраа-
за-(2,7)-(4,5)-циклопентален; TNAZ— 1,1,3-тринитроазетидин;
TNC — 2,4,6,8-тетранитрокубан; TNCB— 1,1,3,3-тетранитроциклокубан;
TNFX — 3,3-бис(дифторамино)-октагидро-1,5,7,7-тет- ранитро-1,5-диазоцин;
TNGU— 1,3,4,6-тетранитрогликольурил; TNM — тетранитрометан;
TNT — 2,4,6-тринитротолуол (тротил); ТРЕ — термоэластопласт; ТРР — трифенилфосфин;
TVOPA — 1,2,3-трис(1,2-дифтораминоэтокси)пропан.