Aging can change the performance of energetic materials. The present study aimed to characterize the effects of aging on ammonium dinitramide (ADN, NH4N(NO2)2), a promising new oxidizer for solid rocket propellants due to its high energy content and low environmental impact.
Freshly synthesized ADN (ADN(2009)) was compared with a sample that had been stored in the dark for 11 years (ADN(1998)). Characterization was conducted using infrared (IR), Raman and ultraviolet (UV) spectroscopy, sealed cell differential scanning calorimetry (SC-DSC), and a thermal activity monitor (TAM).
The results of IR, Raman and UV spectroscopy, and SC-DSC suggested that ADN(1998) had an altered composition and was a mixture of ADN and ammonium nitrate (AN), showing that some of the ADN had degraded to AN during storage. The amount of ADN in ADN(1998) was 57 wt.% in the surface region and 89 wt.% in the bulk region, showing that more aging had occurred at the surface than in the bulk region.
The results of DSC and TAM analysis showed the influence of aging on the thermal decomposition of ADN. It appeared that the presence of AN generated by the aging of ADN mainly caused the difference of thermal properties.
経時変化はエネルギー物質の性能を変化させる可能性がある。本研究ではアンモニウムジニトラミド（ADN，NH４N（NO2）2）の経時変化特性を明らかにすることを目的とした。ADNは高エネルギーかつ環境影響が小さいことから，固体ロケット推進薬の新規酸化剤として期待されている。
最近合成されたADN（ADN（2009））と暗所にて11年間保存された試料（ADN（1998））を比較した。特性の測定は赤外（IR），ラマン，紫外（UV）分光分析，密封セル示差走査熱量測定（SC-DSC）および高感度熱量計（TAM）を用いて行った。
IR，ラマン，UV分光分析およびSC-DSCによりADN（1998）の組成は変化しており，ADNと硝酸アンモニウム（AN）の混合物であることが示唆され，ADNの一部が硝酸アンモニウム（AN）に分解していることが示された。ADN（1998）中のADN量は，表面では57 wt．％，内部では89 wt．％であり，経時変化は内部よりも表面の方が進行していることが示された。
DSCとTAMの結果より，ADNの熱分解に及ぼす経時変化の影響が示された。経時変化により生じたANが熱特性の変化の主な原因であると考えられた。
oxidizer, ammonium dinitramide, aging, thermal decomposition