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| 名前 | |
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| IUPAC名
アザニウムジニトロアザニド[1]
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その他の名前
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.126.585 |
| EC番号 |
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パブケム CID
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| [NH 4 ][N(NO 2 ) 2 ] | |
| モル質量 | 124.06グラム/モル |
| 密度 | 1.81グラム/ cm3 |
| 融点 | 93 °C (199 °F; 366 K) |
| 沸点 | 127 °C (261 °F; 400 K) で分解する |
| 構造[1] | |
a = 6.914 Å、b = 11.787 Å、c = 5.614 Å α = 90.00°、β = 100.40°、γ = 90.00°
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数式単位( Z )
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4 |
| 熱化学 | |
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) |
−148 kJ/モル[2] |
ギブスの自由エネルギー (Δ f G ⦵ )
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−150.6 kJ/モル |
| 爆発的なデータ | |
| 衝撃感度 | 低い[2] |
| 摩擦感度 | 低い |
| 危険 | |
| GHSラベル: | |
   
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| 危険 | |
| H201、H228、H302、H371 | |
| P210、P230、P240、P241、P250、P260、P264、P270、P280、P301+P312、P309+P311、P330、P370+P378、P370+P380、P372、P373、P401、P405、P501 | |
| 関連化合物 | |
その他の陽イオン
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グアニル尿素ジニトラミド |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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アンモニウムジニトラミド（ADN）は、化学式[ N H 4 ][N(N O 2 ) 2 ]の無機化合物です。これは、ジニトラミン酸HN(NO 2 ) 2のアンモニウム塩です。これは、アンモニウム陽イオン[NH 4 ] +とジニトラミド陰イオン−N (NO 2 ) 2で構成されています。ADNは熱により分解し、窒素、酸素、水のみが残ります。
これは、過塩素酸アンモニウムよりもわずかに高い比推力を持つ優れた固体ロケット酸化剤であり、さらに重要なことに、腐食性の塩化水素煙を残しません。この特性は、ハロゲンフリーの煙は検知されにくいため、軍事的にも関心があります。これは低分子量ガスに分解されるため、銃やロケットの推進剤に使用すると、過度の温度を発生することなく、より高い性能を発揮します。ただし、ジニトラミド塩は、過塩素酸塩と比較して、高温や衝撃下で爆発する傾向があります。
ユーレンコ・ボフォース社は、65%のアンモニウムジニトラミド[NH 4 ]N(NO 2 ) 2を35%のメタノールとアンモニアの水溶液に溶解することで、ヒドラジンの1対1代替品としてLMP-103Sを製造した。LMP-103Sは、ヒドラジンモノプロペラントよりも比推力が6%高く、推力密度が30%高い。さらに、ヒドラジンは毒性が高く発がん性があるが、LMP-103Sの毒性は中程度である。LMP-103SはUNクラス1.4Sであり、民間航空機での輸送が可能で、2010年にプリズマ衛星で実証された。特別な取り扱いは不要である。LMP-103Sは、最も一般的に使用されるモノプロペラントとしてヒドラジンに取って代わる可能性がある。[3] [4]
ADNベースのモノプロペラントFLP-106は、LMP-103Sに比べて性能（ ISP 259秒対252秒）と密度（1.362 g/cm 3対1.240 g/cm 3 ）が向上したなど、特性が向上していると報告されています。[5]
歴史
アンモニウムジニトラミドは、1971年にソ連のゼリンスキー有機化学研究所で発明されました。当初、この化合物に関連するすべての情報は、ロケット推進剤として、特にトーポリM大陸間弾道ミサイルで使用されていたため機密扱いされていました。1989年にアンモニウムジニトラミドはSRIインターナショナルで独自に合成されました。[6] SRIは1990年代半ばにADNの米国および国際特許を取得しましたが、その時点で旧ソ連の科学者は18年前にADNを発見していたことを明らかにしました。[6]
推進剤混合物
ADNは、ニトロセルロースなどの従来の推進剤と混合して酸素バランスを改善することができる。[7] ADNを使用する際の課題の1つは、その吸湿性である。Huらは、 3,4-ジアミノフラザンとの共結晶化によってADNの吸湿性を低減する可能性を調査した。[8]
ADN を液体モノ推進剤の製造に使用することにも関心が集まっています。ADN をクラウンエーテル( 18C6 ) と共結晶化すると、吸湿性が大幅に低下しますが、爆発物としての性能も低下します。[9] ADN は、液体モノ推進剤として使用するために融点を下げるためにアミン硝酸塩と混合されました。ADN の開始温度は基本的に変化しませんでしたが、アミン硝酸塩との交差反応がいくつか観察されました。[10] Kim らは、潜在的な液体モノ推進剤としてADN と過酸化水素の混合物も調査しました。 [11]
準備
アンモニウムジニトラミドを生成する合成経路は少なくとも 20 種類あります。実験室では、アンモニウムジニトラミドは、低温でスルファミン酸またはその塩 (ここではスルファミン酸カリウム) をニトロ化することによって生成できます。
この合成プロセスは、化合物が高エネルギー光子によって分解されるため、赤色光の下で行われる。合成の詳細は機密扱いとなっている。
他の情報源[誰? ]は、硝酸アンモニウム、無水硝酸、および20%の遊離三酸化硫黄を含む発煙硫酸(発煙硫酸)からのアンモニウム合成を報告しています。酸ジニトラミドが分解する前に、アンモニア以外の塩基を加える必要があります。最終製品は分別結晶化によって得られます。
ウレタン合成法として知られる別の合成法では、4つの合成ステップが必要で、最大60%の収率が得られます。[12] エチルカルバメートは硝酸でニトロ化されます。
- CH 3 CH 2 −O−C(=O)−NH 2 + HNO 3 → CH 3 CH 2 −O−C(=O)−NH−NO 2 + H2 O
その後、アンモニアと反応してN-ニトロウレタンのアンモニウム塩を形成します。
- CH 3 CH 2 −O−C(=O)−NH−NO 2 + NH 3 → [CH 3 CH 2 −O−C(=O)−N − −NO 2 ][NH+4]
これを五酸化窒素で再度ニトロ化してエチルジニトロカルバメートおよび硝酸アンモニウムを形成します。
- [CH 3 CH 2 −OC(=O)−N − −NO 2 ][NH+4] + O(NO 2 ) 2 → CH 3 CH 2 −O−C(=O)−N(NO 2 ) 2 + [NH 4 ] + NO−3
最後に、アンモニアで処理すると、目的のアンモニウムジニトラミドが再び分離され、ウレタン出発物質が再生されます。
- CH 3 CH 2 −O−C(=O)−N(NO 2 ) 2 + 2 NH 3 → CH 3 CH 2 −O−C(=O)−NH 2 + [NH+4][ − N(NO 2 ) 2 ]
参考文献
- ^ abcd 「アンモニウムジニトラミド」。pubchem.ncbi.nlm.nih.gov 。 2024年7月18日閲覧。
- ^ エストマルク、H. ;ベム、U。ラングレット、A.サンデン、R.ウイングボルグ、N. (2000 年 6 月 1 日) 「アンモニウム ジニトラミド (ADN) の特性: パート 1、基本特性と分光学的データ」。エネルギー材料ジャーナル。18 ( 2–3 ): 123–138 . Bibcode :2000JEnM...18..123O。土井：10.1080/07370650008216116。ISSN 0737-0652。S2CID 94304770。
- ^ 「グリーン推進剤 LMP 103S」ecaps.se . 2024年4月25日閲覧。
- ^ ペルソン、マティアス; アンフロ、ケル; フリードホフ、ピート (2019)。「アンモニウムジニトラミド (ADN) ベースの高性能グリーン推進 (HPGP) システムの飛行遺産」。推進剤、爆薬、花火。44 (9): 1073– 1079。doi :10.1002/prep.201900248。ISSN 0721-3115 。
- ^ Larsson, Anders; Wingborg, Niklas (2011-02-14). 「アンモニウムジニトラミド (ADN) をベースにしたグリーン推進剤」(PDF) 。Hall , Jason (編)。宇宙船技術の進歩。InTech。doi : 10.5772/ 13640。ISBN 978-953-307-551-8。
- ^ ab 「ジニトラミド塩：ADNとその他の塩」。SRIインターナショナル。2012年5月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年4月15日閲覧。
- ^ Wang, Qiong; Wang, Xiao-Hong; Pan, Qing; Chang, Hai; Yu, Hong-Jian; Pang, Wei-Qiang (2023年3月3日). 「アンモニウムジニトラミドとニトロセルロースの熱挙動と相互作用メカニズム」.分子. 28 (5): 2346. doi : 10.3390/molecules28052346 . PMC 10005589. PMID 36903591 .
- ^ Hu, Dongdong; Wang, Yinglei; Xiao, Chuan; Hu, Yifei; Zhou, Zhiyong; Ren, Zhongqi (2023年9月). 「吸湿性を調整するためのアンモニウムジニトラミドと3,4-ジアミノフラザンの共結晶の研究」. Chinese Journal of Chemical Engineering . 61 : 157–164 . doi :10.1016/j.cjche.2023.01.006 – Elsevier Science Direct経由.
- ^ Qiao, Shen; Li, Hong-zhen; Yang, Zong-wei (2022年6月). 「共結晶化によるアンモニウムジニトラミド（ADN）の吸湿性の低減」. Energetic Materials Frontiers . 3 (2): 84– 89. doi : 10.1016/j.enmf.2022.03.001 .
- ^ 松永陽樹;加藤勝美；土生裕人;野田勝；三宅、渥美（2018年11月）。 「ジニトロアミドアンモニウムと硝酸アミンの混合物の熱挙動」。熱分析および熱量測定のジャーナル。135 : 2677– 2685. doi :10.1007/s10973-018-7875-6(01 (2024 年 12 月 13 日非アクティブ) – Academic Search Ultimate 経由。
{{cite journal}}: CS1 メンテナンス: DOI は 2024 年 12 月時点で非アクティブです (リンク) - ^ キム・ジュウォン;ボサレ、ヴィカス・カンドゥ。キム・キュソプ。イ・スンホ。クォン、セジン（2022年2月2日）。 「超小型人工衛星用室温触媒反応性アンモニウム ジニトラミド – H2O2 モノプロペラント」。宇宙研究の進歩。69 (3): 1631–1644。doi : 10.1016/ j.asr.2021.11.022 – エルゼビア サイエンス ダイレクト経由。
- ^ US 5714714、スターン、アルフレッド G.、コッペス、ウィリアム M.、シッツマン、マイケル E. 他、「アンモニウムジニトラミドの製造方法」、1998 年 2 月 3 日発行、米国海軍長官に譲渡
さらに読む
- 現代のロケット燃料> PDF> ヘシザーマンオンラインライブラリ
- 化学教科書1999 プレンティス プレス、ニューヨーク
- Subbiah Venkatachalam、 Gopalakrishnan Santhosh、Kovoor Ninan Ninan (2004)。「アンモニウムジニトラミド (ADN) およびその他のジニトラミド塩の合成経路と特性の概要」。推進剤、爆薬、花火。29 (3): 178– 187。doi :10.1002/prep.200400043。
- チェン、フーヤオ。スアン、チュンレイ。ルー、チャン強。シャオ、レイ。ヤン・ジュンチン。胡、裕冰。張、広浦。ワン・インレイ。趙、鳳起。ハオ、ガジー。江、魏（2023 年 1 月）。 「高エネルギー酸化剤アンモニウム ジニトラミドに関する概説: その合成、熱分解、吸湿性、およびエネルギー材料への応用」。防衛技術。19 : 163–195 .土井: 10.1016/j.dt.2022.04.006。ISSN 2214-9147。