1,1-dimetyylihydratsiini
| 1,1-dimetyylihydratsiini | |||
|---|---|---|---|
| | |||
| Kenraali | |||
| Systemaattinen nimi |
1,1-dimetyylihydratsiini | ||
| Perinteiset nimet | Epäsymmetrinen dimetyylihydratsiini (UDMH), "heptyyli" | ||
| Chem. kaava | C2H8N2 _ _ _ _ _ | ||
| Rotta. kaava | ( CH3 ) 2NNH2 _ _ | ||
| Fyysiset ominaisuudet | |||
| Osavaltio | nestettä | ||
| Moolimassa | 60,1 g/ mol | ||
| Tiheys | 0,79 ± 0,01 g/cm³ [2] | ||
| Ionisaatioenergia | 8,05 ± 0,01 eV [2] | ||
| Lämpöominaisuudet | |||
| Lämpötila | |||
| • sulaminen | 216 K, -57 °C | ||
| • kiehuva | 336 K, +63 °C | ||
| • vilkkuu | 258 K, -15 °C | ||
| Räjähdysrajat | 2 ± 1 tilavuusprosenttia [2] | ||
| Höyryn paine | 103 ± 1 mmHg [2] | ||
| Luokitus | |||
| Reg. CAS-numero | 57-14-7 | ||
| PubChem | 5976 | ||
| Reg. EINECS-numero | 200-316-0 | ||
| Hymyilee | NN(C)C | ||
| InChI | InChI = 1S/C2H8N2/c1-4(2)3/h3H2,1-2H3RHUYHJGZWVXEHW-UHFFFAOYSA-N | ||
| RTECS | MV2450000 | ||
| CHEBI | 18853 | ||
| YK-numero | 1163 | ||
| ChemSpider | 5756 | ||
| Turvallisuus | |||
| LD 50 |
122 mg/kg (rotta, suun kautta) 100 mg/m3 4 tuntia (marsut, altistuessaan) [1] |
||
| Myrkyllisyys | erittäin myrkyllinen | ||
| NFPA 704 |
3
neljä
yksi |
||
| Tiedot perustuvat standardiolosuhteisiin (25 °C, 100 kPa), ellei toisin mainita. | |||
| Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa | |||
Asymmetrinen dimetyylihydratsiini ( UDMH , 1,1-dimetyylihydratsiini , koodinimi "heptyyli" [a] ) on kemiallinen aine, hydratsiinin johdannainen , joka on korkealla kiehuvan (kiehumispiste yli 0 °C ) rakettipolttoaineen komponentti . Diatyppitetroksidia (AT), puhdasta tai sekoitettuna typpihapon kanssa , käytetään usein hapettimena yhdessä UDMH:n kanssa ; puhtaan hapon ja nestemäisen hapen käytöstä on tunnettuja tapauksia . Ominaisuuksien parantamiseksi sitä voidaan käyttää seoksena hydratsiinin kanssa , joka tunnetaan nimellä aerotsiini [3] .
Perustiedot
UDMH on väritön tai hieman kellertävä läpinäkyvä neste, jolla on amiineille tyypillinen terävä epämiellyttävä haju (pilaantunen kalan tuoksu on samanlainen kuin ammoniakin haju, hyvin samanlainen kuin kilohailin haju ) [4] , haihtuva aine, kiehumispiste +63,1 °C [5] .
Kiteytyslämpötila −57,78 °C, tiheys 790 kg / m³ [6] . Se sekoittuu hyvin veden , etanolin , useimpien öljytuotteiden ja monien orgaanisten liuottimien kanssa . Se on hygroskooppinen, imee kosteutta ilmasta, mikä johtaa moottoreiden ominaistyöntövoiman laskuun (100 m/s jokaista seoksen 0,5 % vettä kohden).
Syttyy itsestään joutuessaan kosketuksiin typpihappoon ja typpitetroksidiin perustuvien hapettimien kanssa , mikä yksinkertaistaa suunnittelua ja mahdollistaa helpon laukaisun sekä mahdollisuuden käynnistää rakettimoottorit toistuvasti . [3]
UDMH:n ja sen vesiliuosten vuorovaikutus typpihapon kanssa etenee nopeasti. Syttyminen tapahtuu vesiliuoksen 50 % pitoisuuteen asti. Pienemmät liuokset reagoivat typpihapon suolan muodostumisen kanssa. UDMH on lämpöstabiili +350 °C asti. Alueella +350 ... +1000 °C hajoamistuotteita ovat ammoniakki , amiinit , syaanivetyhappo , vety , typpi , metaani , etaani , hartsimaiset ja muut aineet .
Sitä käytetään polttoaineena raketteissa, joissa on hapetinta dityppitetroksidia (AT) [7] :
UDMH + AT -parin etuja ovat:
- ylittää hapen + kerosiinin ja hapen + vedyn tiheyden (1170 kg/m³ vs. 1070 kg/m³ ja 285 kg/m³ vastaavasti), joten tarvitaan pienempiä säiliöitä ja rakenne on kompaktimpi
- itsesyttyminen polttoainekomponenttien kosketuksessa, mikä yksinkertaistaa moottoreiden suunnittelua ja lisää niiden luotettavuutta
- rakettia voidaan käyttää polttoaineena pitkään, mikä on kriittistä hälytystilassa oleville ohjuksille tai lennossa oleville avaruusaluksille
UDMH+AT:n haittoja ovat:
- myrkyllisyys ,
- karsinogeenisuus ,
- UDMH:n räjähdyksen todennäköisyys hapettavan aineen läsnä ollessa,
- pienempi ominaisimpulssi kuin happi-kerosiini-parilla ,
- UDMH on huomattavasti kalliimpaa kuin kerosiini, joka on välttämätön suurille raketteille [3] .
Muut ominaisuudet:
- suurempi räjähtävyys verrattuna happi-kerosiini-pariin, mutta pienempi kuin vety + happi -pari.
Sovellus
UDMH:ta on käytetty ja käytetään edelleen nestemäisissä raketimoottoreissa
- Amerikkalaiset kantoraketit (LV) " Delta ", " Tor-Agena ", " Titan " ja avaruusalukset " Apollo ";
- Neuvostoliiton, Venäjän ja Ukrainan kantoraketit " Proton ", " Cosmos ", " Cyclone ", " Roar ", " Dnepr " ja ICBM " R-16 " (SS-7), " R-36 " (SS-9), " UR-100 " (SS-11), " MR UR-100 " (SS-17), " R-36M " (SS-18), " UR-100N " (SS-19) [8] ;
- kiinalaiset Changzheng -perheen kantoraketit ;
- Ranskan kantoraketit Ariane [ b] , Vega perhe ;
- Intialaiset kantoraketit GSLV , PSLV ;
- miehitetyt (" Sojuz ", " TKS ", " Eagle ") ja rahtialukset (" Progress ");
- satelliitit , orbitaalit (" Mir ", ISS ) ja planeettojenväliset asemat (" Phobos-1 ", " Phobos-2 ", " Phobos-Grunt ").
Luontihistoria
Vuonna 1949 State Institute of Applied Chemistry sai tekijäntodistuksen asymmetriselle dimetyylihydratsiinille tehokkaana laukaisurakettipolttoaineena, jolla on useita ainutlaatuisia ominaisuuksia verrattuna TG-02- polttoaineeseen , viisi kertaa lyhyempi syttymisviive, pienempi riippuvuus lämpötilasta ja lisääntynyt energiatehokkuus (ominaisimpulssi AK:lla on 10 yksikköä suurempi kuin TG-02:lla) [9] .
Paloominaisuudet
Syttyvä neste. Leimahduspiste -15 °C; itsesyttymislämpötila 249 °C; liekin leviämisen pitoisuusrajat 2-95 tilavuusprosenttia.
Sammutusaineet: vesisuihku, ilma-mekaaninen vaahto, jauheet [10] .
Myrkyllisyys
UDMH on erittäin myrkyllinen ja haihtuva aine [7] . Sen karsinogeenisia ominaisuuksia on esimerkiksi käytetty tutkimuksissa kolorektaalisen karsinooman tuottamiseksi rotilla [11] . Heptyylillä on voimakas myrkyllinen ja mutageeninen vaikutus. Vaikutus ihmiskehoon: silmien, hengitysteiden ja keuhkojen limakalvojen ärsytys; keskushermoston voimakas viritys; maha-suolikanavan häiriö (pahoinvointi, oksentelu), suurilla pitoisuuksilla voi esiintyä tajunnan menetystä.
Sergei Korolevin ja Valentin Glushkon välisessä kiistassa rakettien polttoaineen valinnan periaatteista (joka on tärkeämpää - energiatehokkuus tai ympäristöystävällisyys) Korolev kutsui heptyyliä "helvetin myrkkyksi" [12] [13] .
Kuitti teollisuudessa
UDMH saadaan dimetyyliamiinista , joka on laajamittainen orgaanisen synteesin tuote, kahdessa vaiheessa N-nitrosodimetyyliamiinin kautta:
N-nitrosodimetyyliamiini on myös erittäin myrkyllinen ja karsinogeeninen [7] .
Tallennus
Hydratsiinin palaville aineille on ominaista alhainen kemiallinen stabiilisuus kosketuksessa ilmakehän kanssa, mutta ne eivät käytännössä aiheuta rakennemateriaalien korroosiota höyry- ja nestefaasissa. UDMH varastoidaan vähähiilisiin terässäiliöihin , jotka on asennettu maan päälle tai maan alle. Aivan kuten typpitetroksidia , UDMH:ta varastoidaan typen paineessa kyllästetyssä tilassa.
Ilmassa UDMH reagoi hapen kanssa muodostaen 1,1,4,4-tetrametyylitetratseenia, ammoniakkia, diatsometaania, polymetyleenejä ja emäksisiä hartsimaisia aineita. Tällaisten reaktioiden vaarallisimpia tuotteita ovat karsinogeenit ja mutageenit (CH 3 ) 2 NHO ja CH 2 N 2 [7] .
Kuljetus
UDMH:n kuljetus tapahtuu pääasiassa rautateitse, vesillä ja ajoneuvoilla. UDMH:n lentokuljetus on kielletty.
Hydratsiinipolttoaineet kuljetetaan vähähiilisestä teräksestä valmistetuissa rautatie- ja maantiesäiliöissä, joiden tilavuus on 40-60 m³ . Polttoaineen koskettamisen ilmakehän kanssa välttämiseksi rautatie- ja autosäiliöissä pidetään 100-150 kPa :n ylimääräinen typen paine .
Kierrätys ja neutralointi
Salmia voidaan neutraloida absorptiolla šungiitilla [14] .
UDMH voidaan neutraloida katalyyttisellä hydrauksella, jolloin muodostuu ( CH3 ) 2NH ja NH3 . Saastuneet vedet voidaan puhdistaa katalyyttisellä hapetuksella vetyperoksidilla [7] .
Sotilaallisiin tarkoituksiin kerättyjä 1,1-dimetyylihydratsiinivarastoja voidaan käyttää raaka-aineena polyuretaanien, pinta-aktiivisten aineiden, korroosionestoaineiden, biologisesti aktiivisten aineiden, kemiallisten lääkkeiden ja hivenainepitoisten lannoitteiden valmistuksessa [7] .
Katso myös
- Metyylihydratsiini - rakettipolttoaine, jolla on samanlaiset ominaisuudet
- Hydratsiini - rakettipolttoaine
- Aerozine - rakettipolttoaine, heptyylin ja hydratsiinin seos
- 1,2-dimetyylihydratsiini - symmetrinen dimetyylihydratsiini
- 2-dimetyyliaminoetyyliatsidi - kokeellinen myrkytön rakettipolttoaine
Kommentit
- ↑ Koodinimitys "heptyyli" annettiin 1,1-dimetyylihydratsiinille Neuvostoliitossa, katso Panasyuk et al., 2010 . Kemiallisessa nimikkeistössä heptyyli on heptaanin alkyyliradikaali, .C7H15−
- ↑ Ariane-4 : aan asti .
Muistiinpanot
- ↑ 1,1-dimetyylihydratsiini MSDS . // Sigma-Aldrich.
- ↑ 1 2 3 4 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0227.html
- ↑ 1 2 3 Kosmonautiikka: Encyclopedia. - M. , 1985.
- ↑ Ushakova, V. G. . UDMH:n kemiallisten muunnosten erityispiirteet ja sen käyttäytyminen ympäristön kohteissa / VG Ushakova, ON Shpigun, OI Starygin // Polzunovskiy vestnik: zhurn. - Altain osavaltion teknillinen yliopisto. I. I. Polzunova, 2004. - Nro 4.
- ↑ Panasyuk et ai., 2010 , s. 60: "UDMH on erittäin myrkyllistä (maksimipitoisuusraja ≤ 0,01 mg/m3) ja melko haihtuvaa (Tbp = 63,1 °C)".
- ↑ 1,1- dimetyylihydratsiini . NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards . CDC (30. lokakuuta 2019). Käyttöönottopäivä: 22.4.2021.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 Panasyuk et al., 2010 .
- ↑ Panasyuk et ai., 2010 , s. 59.
- ↑ Gubanov, B.I. Energian voitto ja tragedia: Pääsuunnittelijan heijastuksia. - Nizhny Novgorod: NIER, 2000. - Osa 1: Lentävä tuli. - S. 167. - 419 s. - ISBN 5-93320-003-4 .
- ↑ Korolchenko, A. Ya. Aineiden ja materiaalien palo- ja räjähdysvaara sekä niiden sammutusvälineet: 2 tunnissa: Käsikirja / A. Ya. Korolchenko, D. A. Korolchenko. - 2. painos, tarkistettu. ja ylimääräistä — M .: Ase; M .: Pozhnauka, 2004. - S. 436.
- ↑ Carr, I. Neoplastinen invaasio kokeellisessa paksusuolen karsinoomassa: epänormaali erilaistuminen ja liman vapautuminen: [ eng. ] : [ arch. 26. syyskuuta 2017 ] / I. Carr, K. experimental Orr // Clinical & metastasis: Journal. - 1990. - Voi. 8. - s. 299-304. — ISSN 0262-0898 . - doi : 10.1007/BF01810676 . — PMID 2350917 .
- ↑ Marov M. Ya., Huntress W. T. Neuvostoliiton robotit aurinkokunnassa. Tekniikat ja löydöt. - M. : FIZMATLIT, 2013. - S. 62. - 612 s. — ISBN 978-5-9221-1427-1 .
- ↑ "Soviet Robots in the Solar System", s.62 Google-kirjoissa
- ↑ Golub, S. L. Asymmetrisen dimetyylihydratsiinin muunnostuotteiden kromatomassaspektrometria šungiittimateriaalin pinnalla : Tiivistelmä kemian kandidaatin tutkinnon väitöskirjasta: Käsikirjoituksena: [ arch. 14. heinäkuuta 2014 ]. - M. , 2007. - 24 s.
Kirjallisuus
- Panasyuk , A. G. , Shestozub , A. B., Ransky, A. P. Hydratsiinia sisältävien nesteiden hyödyntäminen neutraloimalla , Vestnik Nats. tekniikka. un-ta " KhPI ": la. tieteellinen työvoima .. - Kharkov : NTU "KhPI", 2010. - Numero. 13. - s. 59–81. - UDC 623.52.002.8 .
Linkit
- Polek, Viktor. Musta tarina // Kulttuurievoluutio. - 2008 - 27. tammikuuta.
- N 2 O 4 /UDMH // Enciclopedia Astronautica. - 2002 - 26. kesäkuuta.
- Aiheuttaako torjunta-aineet sietämättömiä riskejä? : [ arch. 18. huhtikuuta 2005 ] // Torjunta-aineiden hallinnan koulutusohjelma Cornellin yliopistossa. - 2003 - 10. maaliskuuta.
- Grekov A. P., Veselov V. Ya. Avaruushydratsiini
- Maksimenko O. O. Šungiitin voitto heptyylistä
- Motylev S. Vesihyasintti heptyylisuossa