1,1-Диметилгидразин

Не следует путать с НГМД — накопителем на гибких магнитных дисках.

1,1-​Диметилгидразин
Общие
Систематическое наименование	1,1-​диметилгидразин
Традиционные названия	Несимметричный диметилгидразин (НДМГ), «гептил»
Хим. формула	C2H8N2
Рац. формула	(CH3)2NNH2
Физические свойства
Состояние	жидкое
Молярная масса	60,1 г/моль
Плотность	0,79 ± 0,01 г/см³
Энергия ионизации	8,05 ± 0,01 эВ и 7,28 эВ
Термические свойства
Температура
• плавления	216 К, −57 °C
• кипения	336 К, 63 °C
• вспышки	5 ± 1 ℉
Пределы взрываемости	2 ± 1 об.%
Давление пара	103 ± 1 мм рт.ст.
Классификация
Рег. номер CAS	57-14-7
PubChem	5976
Рег. номер EINECS	200-316-0
SMILES	NN(C)C
InChI	InChI=1S/C2H8N2/c1-4(2)3/h3H2,1-2H3 RHUYHJGZWVXEHW-UHFFFAOYSA-N
RTECS	MV2450000
ChEBI	18853
Номер ООН	1163
ChemSpider	5756
Безопасность
ЛД50	122 мг/кг (крысы, орально) 100 мг/м3 4 часа (морские свинки, при экспозиции)
Токсичность	высокотоксичен
NFPA 704	3 4 1
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Несимметри́чный диметилгидрази́н (НДМГ, «гепти́л», 1,1-диметилгидрази́н) — компонент высококипящего (имеющего температуру кипения выше 0 °C) ракетного топлива. В качестве окислителя в паре с НДМГ часто применяется тетраоксид диазота (АТ), чистый или в смеси с азотной кислотой, известны случаи применения чистой кислоты и жидкого кислорода. Для улучшения свойств может использоваться в смеси с гидразином, известной как аэрозин.

Широко применяется в ракетной технике, в частности, в советских ракетах-носителях «Протон», «Космос», «Циклон», жидкостных МБР; американских — семейства «Титан»; французских — семейства «Ариан»; в двигательных установках пилотируемых кораблей, спутников, орбитальных и межпланетных станций.

Основные сведения

НДМГ — бесцветная или слегка желтоватая прозрачная жидкость с резким неприятным запахом, характерным для аминов (запах испорченной рыбы, схож с запахом аммиака, очень похож на запах шпрот). Температура кипения +63 °C, температура кристаллизации −57 °C, плотность 790 кг/м³. Хорошо смешивается с водой, этанолом, большинством нефтепродуктов и многими органическими растворителями. Гигроскопичен, поглощает влагу из воздуха, что приводит к снижению удельной тяги двигателей (100 м/с на каждые 0,5 % воды в составе смеси).

Самовоспламеняется при контакте с окислителями на основе азотной кислоты и тетраоксида диазота, что упрощает конструкцию и обеспечивает лёгкий запуск и возможность многократного включения ракетных двигателей.

Взаимодействие НДМГ и его водных растворов с азотной кислотой протекает бурно. Воспламенение происходит до 50%-й концентрации водного раствора. Растворы меньшей концентрации реагируют с образованием соли азотной кислоты. НДМГ термически стабилен до +350 °C. В интервале +350…+1000 °C продуктами разложения являются аммиак, амины, синильная кислота, водород, азот, метан, этан, смолистые и другие вещества.

Используется в качестве топлива ракет с окислителем тетраоксидом диазота:

${\mathsf {H_{2}NN(CH_{3})_{2}+2N_{2}O_{4}\rightarrow 2CO_{2}+3N_{2}+4H_{2}O}}$

К преимуществам пары НДМГ+АТ относятся:

• превосходит пару кислород + керосин и пару кислород + водород по плотности (1170 кг/м³ против 1070 кг/м³ и 285 кг/м³ соответственно),
• самовоспламеняемость при контакте топливных компонентов,
• возможность длительного хранения ракет в заправленном виде при нормальных температурах.

К недостаткам НДМГ+АТ относятся:

• токсичность,
• канцерогенность,
• вероятность взрыва НДМГ в присутствии окислителя,
• меньший удельный импульс, чем у кислородно-керосиновой пары,
• НДМГ заметно дороже керосина, что существенно для больших ракет.

Прочие свойства:

• бо́льшая взрывоопасность по сравнению с кислородно-керосиновой парой, но меньшая по сравнению с парой водород + кислород.

Пожароопасные свойства

Легковоспламеняющаяся жидкость. Температура вспышки −15 °C; температура самовоспламенения 249 °C; концентрационные пределы распространения пламени 2—95 % об.

Средства тушения: распылённая вода, воздушно-механическая пена, порошки.

Токсичность и экотоксичность

Высокотоксичен. Является вероятным канцерогеном. В частности, НДМГ используется в исследованиях для вызывания колоректальной карциномы у крыс линии F344. Гептил обладает сильным токсическим и мутагенным действием. Действие на организм человека: раздражение слизистых оболочек глаз, дыхательных путей и легких; сильное возбуждение центральной нервной системы; расстройство желудочно-кишечного тракта (тошнота, рвота), в больших концентрациях может наступить потеря сознания.

Получение в промышленности

НДМГ получают из диметиламина, являющегося крупнотоннажным продуктом органического синтеза, в две стадии через N-нитрозодиметиламин:

${\mathsf {HN(CH_{3})_{2}+HNO_{2}\rightarrow ONN(CH_{3})_{2}+H_{2}O}}$

${\mathsf {ONN(CH_{3})_{2}+2H_{2}\rightarrow H_{2}NN(CH_{3})_{2}+H_{2}O}}$

N-нитрозодиметиламин ${\mathsf {ONN(CH_{3})_{2}}}$ тоже является высокотоксичным и канцерогенным веществом.

История создания

В 1949 г ГИПХом было получено авторское свидетельство на несимметричный диметилгидразин как эффективное пусковое ракетное топливо, обладающее рядом уникальных свойств по сравнению с горючим ТГ-02, в пять раз меньшим периодом задержки самовоспламенения, меньшей зависимостью от температуры и повышенной энергетической эффективностью - удельный импульс с АК на 10 единиц выше, чем у ТГ-02 .

Хранение

Гидразинные горючие отличаются низкой химической стабильностью в контакте с атмосферой, однако практически не вызывают коррозии конструкционных материалов в паровой и жидкой фазах. Для хранения НДМГ используют резервуары из низкоуглеродистых сталей, установленные наземно или заглублённо. Так же, как и тетраоксид диазота, НДМГ хранят под давлением азота в насыщенном состоянии.

Транспортирование

Транспортирование НДМГ осуществляют в основном железнодорожным и автотранспортом. Авиационные и водные перевозки в России крайне редки.

Гидразинные горючие транспортируют в железнодорожных и автомобильных цистернах вместимостью 40—60 м³, изготовленных из малоуглеродистых сталей. Для исключения контакта горючего с атмосферой в железнодорожных и автомобильных цистернах поддерживается избыточное давление азота 100—150 кПа.

Нейтрализация проливов

Нейтрализация проливов гидразинных горючих осуществляется в основном химическим способом с помощью растворов гипохлорита кальция — две трети основной соли гипохлорита кальция (ДТС-ГК, 3Ca(OCl)₂·2Ca(OH)₂) и хлорной извести .

См. также

• 2-диметиламиноэтилазид — новое ракетное топливо, разработанное с целью замены НДМГ. Отличается значительно меньшей токсичностью.
• Гидразин
• Аэрозин

Ссылки

• http://yarcenter.ru/articles/history/chernaya-byl-8589/
• N₂O₄/UDMH
• Are pesticides posing intolerable risks?