Amonium dinitramida
Amonium dinitramid ( ADN ) adalah senyawa anorganik dengan rumus kimia [NH
4][N(NO
2)
2]. Senyawa ini merupakan garam amonium dari asam dinitraminat HN(NO
2)
2. Senyawa ini terdiri dari kation amonium [NH
4]+
dan anion dinitramid − −
N(NO
2)
2. ADN terurai di bawah panas sehingga hanya menyisakan nitrogen, oksigen, dan air.
Zat ini merupakan oksidator roket padat yang sangat baik dengan impuls spesifik yang sedikit lebih tinggi daripada amonium perklorat dan, yang lebih penting, tidak meninggalkan asap hidrogen klorida yang korosif. Sifat ini juga menarik bagi militer karena asap bebas halogen lebih sulit dideteksi. Zat ini terurai menjadi gas bermassa molekul rendah, yang berkontribusi pada kinerja yang lebih tinggi tanpa menciptakan suhu yang berlebihan jika digunakan dalam propelan senjata atau roket. Namun, garam dinitramide lebih rentan terhadap ledakan pada suhu tinggi dan guncangan dibandingkan dengan perklorat.[1][2][3][4][5][6]
Perusahaan Eurenco Bofors memproduksi LMP-103S sebagai pengganti hidrazin 1 banding 1 dengan melarutkan 65% amonium dinitramide, [NH
4]N(NO
2)
2, dalam larutan air 35% metanol dan amonia. LMP-103S memiliki impuls spesifik 6% lebih tinggi dan densitas impuls 30% lebih tinggi daripada monopropelan hidrazin. Selain itu, hidrazin sangat beracun dan karsinogenik, sementara LMP-103S hanya cukup beracun. LMP-103S adalah Kelas PBB 1.4S, yang memungkinkan untuk diangkut dengan pesawat komersial, dan didemonstrasikan pada satelit Prisma pada tahun 2010. Penanganan khusus tidak diperlukan. LMP-103S dapat menggantikan hidrazin sebagai monopropelan yang paling umum digunakan.
Monopropelan berbasis ADN FLP-106 dilaporkan memiliki sifat yang lebih baik dibandingkan dengan LMP-103S, termasuk kinerja yang lebih tinggi ( ISP 259 s vs. 252 s) dan kepadatan (1,362 g/cm 3 vs. 1,240 g/cm 3 ).
Sejarah
Amonium dinitramide ditemukan pada tahun 1971 di Zelinsky Institute of Organic Chemistry di Uni Soviet. Awalnya semua informasi yang terkait dengan senyawa ini diklasifikasikan karena penggunaannya sebagai propelan roket, khususnya pada rudal balistik antarbenua Topol-M. Pada tahun 1989 amonium dinitramide disintesis secara independen di SRI International. SRI memperoleh paten AS dan internasional untuk ADN pada pertengahan 1990-an, saat itu para ilmuwan dari bekas Uni Soviet mengungkapkan bahwa mereka telah menemukan ADN 18 tahun sebelumnya.
Campuran propelan
ADN dapat dicampur dengan propelan konvensional seperti nitrocellulose untuk meningkatkan keseimbangan oksigennya. Salah satu tantangan penggunaan ADN adalah higroskopisitasnya. Hu et al. telah menyelidiki kemungkinan mengurangi higroskopisitas ADN dengan ko-kristalisasi dengan 3,4-diaminofurazan.[7][8][9]
Ada juga minat dalam penggunaan ADN untuk membuat monopropelan cair. Ketika ADN diko-kristalisasi dengan eter mahkota (18C6), higroskopisitasnya sangat berkurang, tetapi kinerjanya sebagai bahan peledak juga berkurang. ADN dicampur dengan amina nitrat untuk menurunkan titik lelehnya agar dapat digunakan sebagai monopropelan cair. Suhu awal untuk ADN pada dasarnya tidak berubah, tetapi beberapa reaksi silang dengan amina nitrat diamati. Kim et al. juga telah meneliti campuran ADN dengan hidrogen peroksida sebagai monopropelan cair yang potensial.
Lihat pula
- Roket berbahan bakar cair
- Roket monopropelan
- Kendaraan peluncur antariksa
- Wahana antariksa
- Mesin roket
- Propelan roket cair
- Pendorong vernier
- Apogee motor
- Landasan peluncuran
- Bandar antariksa
- Bahan bakar roket
- Propulsi roket
- Kriogenik (bahan bakar) penyimpanan pada temperatur yang sangat rendah berupa cair gas seperti hidrogen cair.
- Hipergolik (propelan) mudah menyala spontan ketika kontak kombinai komponen propelan eperti bahan bakar dan oksidator.
- Oksidator
- Oksigen cair
- Hidrogen cair
- RP-1 Rocket Propellant 1 atau Refined Petroleum 1
- Dinitrogen tetroksida N2O4
- Dimetilhidrazin tak simetris UDMH
- Gaya dorong
- Propulsi wahana antariksa
- Peroksida uji tinggi
- Hidrazina
- Dinitrogen monoksida
- Hidrogen peroksida
- Hidroksilamonium nitrat
- Nitrometana
- Katalisis
- Uap
- Oksigen
- Propelan
- Roket
- Monopropelan
- Bipropelan
Referensi
- ^ "Green propellant LMP 103S". ecaps.se. Diakses tanggal 2024-04-25.
- ^ Persson, Mathias; Anflo, Kjell; Friedhoff, Pete (2019). "Flight Heritage of Ammonium Dinitramide (ADN) Based High Performance Green Propulsion (HPGP) Systems". Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 44 (9): 1073–1079. doi:10.1002/prep.201900248. ISSN 0721-3115.
- ^ Larsson, Anders; Wingborg, Niklas (2011-02-14). "Green Propellants Based on Ammonium Dinitramide (ADN)" (PDF). Dalam Hall, Jason (ed.). Advances in Spacecraft Technologies. InTech. doi:10.5772/13640. ISBN 978-953-307-551-8.
- ^ "Dinitramide Salts: ADN Plus Other Salts". SRI International. Diarsipkan dari asli tanggal 2012-05-26. Diakses tanggal 2012-04-15.
- ^ Wang, Qiong; Wang, Xiao-Hong; Pan, Qing; Chang, Hai; Yu, Hong-Jian; Pang, Wei-Qiang (3 March 2023). "Thermal Behaviors and Interaction Mechanism of Ammonium Dinitramide with Nitrocellulose". Molecules. 28 (5): 2346. doi:10.3390/molecules28052346. PMC 10005589. PMID 36903591.
- ^ Hu, Dongdong; Wang, Yinglei; Xiao, Chuan; Hu, Yifei; Zhou, Zhiyong; Ren, Zhongqi (September 2023). "Studies on ammonium dinitramide and 3,4-diaminofurazan cocrystal for tuning the hygroscopicity". Chinese Journal of Chemical Engineering. 61: 157–164. doi:10.1016/j.cjche.2023.01.006.
- ^ Qiao, Shen; Li, Hong-zhen; Yang, Zong-wei (June 2022). "Decreasing the hygroscopicity of ammonium dinitramide (ADN) through cocrystallization". Energetic Materials Frontiers. 3 (2): 84–89. doi:10.1016/j.enmf.2022.03.001.
- ^ Matsunaga, Haroki; Katoh, Katsumi; Habu, Hiroto; Noda, Masaru; Miyake, Atsumi (November 2018). "Thermal behavior of ammonium dinitramide and amine nitrate mixtures". Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 135 (5): 2677–2685. doi:10.1007/s10973-018-7875-6.
- ^ Kim, Ju Won; Bhosale, Vikas Khandu; Kim, Kyu-Seop; Lee, Seung Ho; Kwon, Sejin (February 2, 2022). "Room-temperature catalytically reactive ammonium dinitramide–H2O2 monopropellant for microsatellites". Advances in Space Research. 69 (3): 1631–1644. doi:10.1016/j.asr.2021.11.022.
- Modern rocket fuels> PDF> Hesiserman Online Library
- Textbook of Chemistry 1999 Prentice Press, New York
- Subbiah Venkatachalam; Gopalakrishnan Santhosh; Kovoor Ninan Ninan (2004). "An Overview on the Synthetic Routes and Properties of Ammonium Dinitramide (ADN) and other Dinitramide Salts". Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 29 (3): 178–187. doi:10.1002/prep.200400043.
- Chen, Fu-yao; Xuan, Chun-lei; Lu, Qiang-qiang; Xiao, Lei; Yang, Jun-qing; Hu, Yu-bing; Zhang, Guang-Pu; Wang, Ying-lei; Zhao, Feng-qi; Hao, Ga-zi; Jiang, Wei (January 2023). "A review on the high energy oxidizer ammonium dinitramide: Its synthesis, thermal decomposition, hygroscopicity, and application in energetic materials". Defence Technology. 19: 163–195. doi:10.1016/j.dt.2022.04.006. ISSN 2214-9147.