14.2. Прочие азотсодержащие вещества

В пиротехнических составах кроме азидов широкое применение находят и другие азотсодержащие органические вещества, например, уротропин, дициандиамид, тиомочевина, тиурамы и др. В составах, содержащих кислородсодержащие окислители, они обычно выполняют роль горючего, в аэрозолеобразующих составах – горючего и пламягасителя-разрыхлителя, в смесях с металлическими горючими – окислителя, образуя при горении нитриды и карбиды металлов. Основные свойства некоторых азотсодержащих соединений представлены в табл. 2.26 и рассмотрены ниже.

Таблица 2.26 – Основные свойства некоторых

азотсодержащих органических веществ

Вещество	ρ, кг/м3	tпл, 0С	, Дж/(мольК)	–Н0, кДж/моль
Уротропин	1330	230-270 (возг.)	205,6	99,2-126,0
Дициандиамид	1400	208 (разл.)	160,3	18,8-29,9
Меламин	1573	354 (разл.)	185,1	64,2
Мочевина	1335	133	93,7	319,2-332,9
Тиомочевина	1405	180	91,2	88,3-89,5
Тиурам Д	1281	146	273,3	41,4

Уротропин (гексаметилентетрамин) С₆H₁₂N₄ – порошкообразное вещество белого цвета. Получается при конденсации формальдегида с аммиаком. Хорошо растворяется в воде (167 г в 100 г воды), ограниченно растворяется в этиловом спирте и бензоле. Разлагается под действием кислот. Термически стоек (в вакууме возгоняется при температуре 230-270⁰С почти без разложения). Широко используется в медицине и производстве взрывчатых веществ. В чистом виде сгорает бесцветным, некоптящим пламенем, что особенно ценно при его использовании в составах цветных огней. В смесях со многими металлами выполняет роль окислителя, образуя при горении нитриды, карбиды и выделяя чистый водород.

Дициандиамид С₂N₄H₄ – порошкообразное вещество белого цвета. Негигроскопичен; хорошо растворяется в ацетоне, горячей воде и горячем спирте; ограниченно растворяется в холодной воде (2,2 г в 100 г воды); не растворяется в бензоле. При нагревании выше 180⁰С от него отщепляется аммиак. В условиях горения дициандиамида выделяется значительное количество азота, поэтому он используется одновременно как горючее и пламягаситель-разрыхлитель в аэрозолеобразующих составах, в том числе для объемного пожаротушения. В составах с цирконием, титаном, кремнием и другими металлами он выполняет роль окислителя, образуя при сгорании карбиды, нитриды и выделяя водород.

Тиомочевина (тиокарбамид, диамид тиоугольной кислоты) CS(NH₂)₂ – порошкообразное вещество белого цвета. Растворяется в воде (14, 2 г в 100 г воды), ограниченно растворяется в этиловом спирте (4 г в 100 г спирта). Разлагается кислотами на аммиак, сероводород и диоксид углерода. Содержит мало углерода и много азота, который в условиях горения выделяется в cвободном виде и разбавляет продукты сгорания. Теплота сгорания тиомочевины невысокая, но наличие в молекуле атома неокисленной серы сообщает ей большую реакционную способность. Используется преимущественно в составах для получения аэрозолей, выполняя в них роль горючего и пламягасителя-разрыхлителя. Следует иметь в виду, что составы на основе тиомочевины обладают низкой термической устойчивостью (не выше 80-100⁰С).

Тиурамы (тетраалкилтиурамдисульфиды) – бесцветные кристаллические порошкообразные продукты общей формулы

^,

где R – алкил.

Они хорошо растворяются в метиленхлориде, ограниченно растворяются в эфире и спирте, не растворяются в воде. Простейшим представителем тиурамов является тетраметилтиурамдисульфид, называемый тиурамом Д, который широко используется в качестве ускорителя вулканизации каучуков. Некоторые тиурамы применяются в качестве фунгицидов. Тиурам Е (тетраэтилтиурамдисульфид) является эффективным препаратом для лечения алкоголизма. Тиурамы являются эффективными заменителями тиомочевины в аэрозолеобразующих пиротехнических составах термовозгоночного типа.

Меламин (2,4,6-триамино-s-триазин; 2,4,6-триамино-1,3,5-триазин) C₃H₆N₆ – бесцветное кристаллическое порошкообразное вещество. При температуре 354⁰С плавится с отщеплением аммиака. Растворимость меламина в воде менее 0,5% при температуре 20⁰С и  4% при 90⁰С; растворимость в гликоле, пиридине, глицерине близка к растворимости в воде; в большинстве органических растворителей не растворяется. При температуре 300⁰С под вакуумом сублимируется. Пыль меламина в воздухе взрывается при концентрации порядка 252 г/м³. Он широко используется в различных областях техники. В пиротехнических составах может выполнять роль горючего в смеси с кислородсодержащими окислителями и окислителя в смеси с металлами.

Мочевина (диамид угольной кислоты, карбамид) СО(NH₂)₂ – бесцветное кристаллическое порошкообразное вещество. Сублимируется в вакууме при температуре 120-130⁰С без разложения. Растворяется в воде, спиртах, жидком аммиаке и сернистом ангидриде; ограниченно растворяется в эфире; не растворяется в хлороформе. Для водных растворов характерно пересыщение. Мочевина имеет удельную энтальпию, кДж/кг: растворения в воде и спирте – 241,8 и 210,0 соответственно; плавления – 241,84 и теплоту сгорания – 10561,0 кДж/кг. Кристаллы мочевины обладают пьезоэлектрическими свойствами. При нагревании до температуры 150⁰С и выше она разлагается с образованием NH₄NCO, NH₃, CO₂, биурета и циануровой кислоты. При давлении, особенно в атмосфере аммиака, образуются продукты аминирования циануровой кислоты – аммелин, аммелид, меламин. При сплавлении с содой мочевина разлагается с образованием NaCNO, СО₂, NH₃ и H₂O, а с аммиачной селитрой в присутствии силикагеля – с образованием гуанидина, NH₃ и СО₂. Аэрозоль мочевины с концентрацией до 500 г/м³ в воздухе не взрывается. Используется в аэрозолеобразующих составах, выполняя роль пламягасителя-разрыхлителя.