Ammoniumdinitramid

Strukturformel
Allgemeines
Name	Ammoniumdinitramid
Summenformel	H4N4O4
CAS-Nummer	140456-78-6
Kurzbeschreibung	Farblose Kristalle
Eigenschaften
Molare Masse	124.06 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,812 g·cm−3 (20 °C)[1]
Schmelzpunkt	92 °C (Zersetzung ab 135°C)[1]
Sicherheitshinweise
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [2] keine Einstufung verfügbar R- und S-Sätze R: siehe oben S: siehe oben
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Ammoniumdinitramid (ADN) ist als Oxidator für Treibstoffe und als Explosivstoff von großer Bedeutung.^[3] ADN wurde als erstes in der Sowjetunion entwickelt und nach dem Kalten Krieg im Westen bekannt.

Eigenschaften

Ammoniumdinitramid besteht aus festen, farblosen Kristallen. Es bereitet noch Schwierigkeiten, den Stoff rein zuhalten.

Explosionskenngrößen

Wichtige Explosionskennzahlen sind:

• Explosionswärme: 2668 kJ·kg⁻¹ (H₂O (g)).^[1]
• Normalgasvolumen: 1084 l·kg⁻¹.^[1]
• Spezifische Energie: 843 kJ·kg^−1[1]
• Schlagempfindlichkeit: 4 N·m^[1]
• Reibempfindlichkeit: 64 N^[1]

Verwendung

Ammoniumdinitramid ist ein festes Oxidationsmittel, welches hauptsächlich für Mehrkomponenten-Raketentreibmittel mit hoher Leistung beabsichtigt ist. ADN und andere ähnliche Verbindungen sind der Gegenstand von mehreren Patenten für eine Verwendung als feste Mehrkomponenten-Raketentreibmittel und als Sprengstoffe, beides für pyrotechnische Verwendungen im Allgemeinen und für andere Verwendungen, wie bei Mitteln zum Aufblasen von Airbags.^[4] ADN erscheint aufgrund seiner guten Sauerstoffbilanz und hohen Bildungsenthalpie als halogenfreies Oxidationsmittel für Raketenfesttreibstoffe interessant und ist derzeit Gegenstand intensiver Untersuchungen. Die Abwesenheit von Halogenen erschwert die Radar-Detektion der Abgasspur der Rakete.^[5]

Es ist auch Bestandteil der monergolen flüssigen Treibstoffmischung LMP-103S für Satellitentriebwerke. Diese könnte das wesentlich giftigere Hydrazin als monergolen Treibstoff für Raumflugkörper ablösen^[6].

Herstellung

Man gewinnt Ammoniumdinitramid durch Ammonolyse von Dinitroaminen, welche durch stufenweise Nitrierung von Urethanen, β,β-Iminodipropionitril oder Nitramid entstehen. Die jeweils letzte Nitrierstufe erfordert stärkste Nitrierreagenzien wie Nitroniumtetrafluoroborat oder Distickstoffpentoxid. Ein anderes Verfahren führt über die direkte Nitrierung von Ammoniak mit Distickstoffpentoxid zu einem Produktgemisch von ADN und Ammonsalpeter.^[7]

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e f g} Köhler, J.; Meyer, R.; Homburg, A.: Explosivstoffe, zehnte, vollständig überarbeitete Auflage,, Wiley-VCH, Weinheim 2008, ISBN 978-3-527-32009-7.
2. ↑ In Bezug auf ihre Gefährlichkeit wurde die Substanz von der EU noch nicht eingestuft, eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
3. ↑ Patent DE10201937.
4. ↑ Patent DE60221003.
5. ↑ Wissenschaft-Online
6. ↑ ‘Green’ satellite fuel designed to make space safer. ESA, 16. März 2010, abgerufen am 9. Juli 2011 (englisch). 
7. ↑ J. Köhler, Rudolf Meyer, Axel Homburg: Explosivstoffe. 9., überarb. u. erw. A., Wiley, 1998, ISBN 3527288643 (Auszug).

Weblinks

• Die Synthese von Ammoniumdinitramid aus Ammoniak und Distickstoffpentoxid - Kostenpflichtiges Buch