Закономерности горения нитраминов и азидонитраминов и композиций на их основе

• Автор: Фам Ван Тоай
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил.

Оглавление
Введение

1. Литературный обзор

1.1. Синтез новых пластификаторов нитраминого и азидного типа для 8 энергонасыщенных материалов
1.2. Физикохимические свойства ТН, ТА и МАНО и их пластифицирующаяся способность к нитратам целлюлозы

1.3. Горение различных энергонасыщенных пластификаторов нитроцеллюлозы

1.4. Механизм горения пироксилиновых и баллиститных порохов

1.5. Влияние состава баллиститных порохов и РТТ на скорость их горения.

1.6. Влияние катализаторов на горение баллиститных порохов

2. Экспериментальная часть

2.1. Объекты и методы исследования

2.1.1. Характеристика используемых веществ
2.1.2. Методы исследования
2.2. Синтез смеси линейных нитраминов ТН
2.2.1. Влияние условий нитрования на состав и выход смеси ТН. Поиск оптимальных условий нитрования.
2.2.2. Влияние соотношения исходных веществ на состав и выход ТН 2.3. Изучение закономерностей горения пластификаторов
2.3.1. Тройная смесь линейных нитраминов ТН
2.3.2. Тройная смесь линейных нитраминов и азидов ТА
2.3.3. Азидометил Г4 нитрооксазолидины МАНО
2.4. Горение систем НЦпластификатор
2.4.1. Системы на основе пластификатора ТН
2.4.2. Системы на основе пластификатора ТА
2.4.3. Системы на основе пластификатора МАНО
2.4.4. Распределение температуры в волне горения композиций
2.5.0пределение реологических физикомеханических и
технологических свойств композиций
2.6. Обсуждение
Список литературы


НГЦ), таких как низкая чувствительность и хорошие физико-механические свойства составов на их основе. Таким образом, было показано, что смеси функциональнозамещенных Ы,Ы’-диапкилметиленбиснитраминов являются перспективными компонентами порохов и твердых ракетных топлив, что и послужило причиной бурного развития химии этих соединений как в России так и за рубежом [1-5]. Наиболее интересными с точки зрения энергетики являются нитроксизамещенные смеси Ы,ЬГ-диалкилметиленбиснитраминов. Ы, Ы'-диалкилметилендинитраминов, содержащих нитрокси- и азидные группировки. Некоторые из синтезированных смесевых нитраминов показали достаточно высокую пластифицирующую активность но отношению к нитратам целлюлозы (НЦ), превосходящую нитроглицерин (НГЦ). В работе [8] показано, что в результате реакции солей сульфаминовой кислоты с окисью этилена образуется Ы-этанолсульфамат (Схема 1. Более детальное исследование этой реакции показало, что наряду с Ы-этанолсульфаматом, при определенном соотношении исходных компонентов, образуется Ы-ди(этанол)сульфамат. Так, если при мольном соотношении сульфамат калия/окись этилена равном 3:1, происходит образование только М-этанолсульфамата калия, то уже при соотношении 1:1 образуется смесь Ы-этанол- и N -ди(этанол)сульфаматов калия в мольном соотношении ~ /. Схема 1. Ы- диэтанолсульфамата калия при соотношении исходных продуктов 1:2,5. Соотношение Ы-этанол- и Ы-диэтанолсульфаматов определялось с помощью газовой хромотографии (носитель ДМЦС пропитанный % ЭЕ-ЗО, газ ловитель- гелий, температура колонки -0-И°С), получающихся в результате их кислотного гидролиза Ы-этаноламина и Ы-ди(этанол)амина (Схема 1. Схема 1. ОМ0 НО. НО. Таким образом, изменяя соотношение исходных компонентов -сульфамата и окиси этилена, можно было получать требуемое соотношение Ы-этанол - и -ди(этанол)сульфаматов. По методике аналогичной [3, 6], конденсировали смесь, этанол-, диэтанол- и метилсульфамата калия с формальдегидом в водном растворе при pH ~ 6. И °С. Полученный продукт затем нитровался смесью азотной и серной кислот при ~ М 5°С (Схема 1. В результате нитрования с ^%-ным выходом получалась четверная смесь нитраминов (ЧСН), состоящая из 2,4-динитро-2,4-диазапентана (I), 1-нитрокси-3,5-динитро-3,5-диазагексана (II), 1,7-динитрокси-3,5-динитро-3,5-диазагептана (III) и 1,5-динитрокси-З-нитро-З-азапентана (IV). Содержание продукта (IV) в смеси ЧСН определялось содержанием в исходной смеси сульфаматов - диэтанолсульфамата калия, который не вступая в реакции с формальдегидом с -% выходом нитруется до (IV). Ы-метил- и -этанолсульфаматов, которое и являлось определяющим. Схема 1. ОН . Соотношение компонентов (I), (II), (III) и (IV) в смеси ЧСН определялось по соотношению пиков метиленовых протонов между нитраминными группами МЫСМС! ЬЫ(ЫСМ в ПМР спектрах и метиленовых протонов у нитраминной группы этилнитратной группировки Ы(Ы0? СН? СЬЬ0Ы с проверкой по СНз группам и метиленовых протонов у нитратной группы. В качестве растворителя был выбран бензол-с! Смесь ЧСН представляла собой легкоплавкое вещество с температурой плавления от ~ до ~ °С в зависимости от соотношения компонентов. Путем азидирования смеси ЧСН, по описанной ранее методике [8], была получена смесь ЧСА, состоящая из 2,4-динитро-2,4-диазапентана (1), 1-азидо-3,5-динитро-3,5-диазагексана (V), 1,7-диазидо-3,5-динитро-3,5-диазагептана (VI) и 1,5-диазидо-З-нитро-З-азапентана (VII) (Схема 1. Схема 1. Состав смеси ЧСА напрямую зависел от состава исходной смеси ЧСН. Выход смеси ЧСА составлял - *%. В нормальных условиях смесь ЧСА -жидкость желто-зеленоватого цвета. Указанные смеси были исследованы в качестве пластификаторов различных полимеров в РХТУ им Д. И. Менделеева. Показано, что двухкомпонентные образцы - коллоксилин с % азота и новые пластификаторы (ЧСН и ЧСА) в 1,5-5-2,5 раза превосходят по разрывной деформации композиции на основе НГЦ и отличаются более высоким значением разрывной прочности [9]. Кроме того, ЧСН и ЧСА являются пластификаторами синтетических дивинилнитрильных и полиуретановых каучуков.