1,1-Диметилгидразин

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)^[4], летучее вещество, температура кипения +63,1 °C^[5].

Температура кристаллизации −57,78 °C, плотность 790 кг/м³^[6]. 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).^{[источник не указан 2004 дня]}

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.^[3]

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.^{[источник не указан 2004 дня]}

Используется в качестве топлива ракет с окислителем тетраоксидом диазота (АТ)^[7]:

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

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), следовательно, требуются меньшие баки и конструкция оказывается компактнее
• самовоспламеняемость при контакте топливных компонентов, что упрощает конструкцию двигателей и повышает их надёжность
• ракета может быть заправлена топливом на долгий срок, что критично для ракет на боевом дежурстве или космических аппаратов в полёте

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^[3].

Прочие свойства:

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

НДМГ применялся и применяется в жидкостных ракетных двигателях

• американских ракет-носителей (РН) «Дельта», «Тор-Аджена», «Титан» и космического корабля «Аполлон»;
• советских, российских РН «Протон», «Космос», «Циклон», «Рокот», «Днепр» и МБР «Р-16» (SS-7), «Р-36» (SS-9), «УР-100» (SS-11), «МР УР-100» (SS-17), «Р-36М» (SS-18), «УР-100Н» (SS-19)^[8];
• китайских РН семейства «Чанчжэн»;
• французских РН семейства «Ариан»^[b], «Вега»;
• индийских РН GSLV, PSLV;
• пилотируемых («Союз», «ТКС», «Орёл») и грузовых («Прогресс») космических кораблей;
• спутников, орбитальных («Мир», МКС) и межпланетных станций («Фобос-1», «Фобос-2», «Фобос-Грунт»).

В 1949 году Государственным институтом прикладной химии 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)^[9].

Легковоспламеняющаяся жидкость. Температура вспышки −15 °C; температура самовоспламенения 249 °C; концентрационные пределы распространения пламени 2—95 % об.^{[источник не указан 2004 дня]}

Средства тушения: распылённая вода, воздушно-механическая пена, порошки^[10].

НДМГ — высокотоксичное и летучее вещество^[7]. Например, его канцерогенные свойства используются в исследованиях для получения у крыс колоректальной карциномы^[11]. Гептил обладает сильным токсическим и мутагенным действием. Действие на организм человека: раздражение слизистых оболочек глаз, дыхательных путей и лёгких; сильное возбуждение центральной нервной системы; расстройство желудочно-кишечного тракта (тошнота, рвота), в больших концентрациях может наступить потеря сознания.^{[источник не указан 2004 дня]}

В споре Сергея Королёва с Валентином Глушко о принципах выбора топлива для ракет (что важнее — энергоэффективность или экологичность) Королёв называл гептил «чёртовой отравой»^[12][13].

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

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

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

N-нитрозодиметиламин ${\displaystyle {\mathsf {ONN(CH_{3})_{2}}}}$ тоже является высокотоксичным и канцерогенным веществом^[7].

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.

На воздухе НДМГ взаимодействует с кислородом, при этом образуются 1,1,4,4-тетраметилтетразен, аммиак, диазометан, полиметилены, смолистые вещества основного характера. Наиболее опасные продукты таких реакций — канцерогены и мутагены (СН₃)₂NNО и СН₂N₂^[7].

Транспортирование НДМГ осуществляют в основном железнодорожным, водным и автотранспортом. Авиационные перевозки НДМГ запрещены.^{[источник не указан 2004 дня]}

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.^{[источник не указан 2004 дня]}

Нейтрализация проливов возможна посредством абсорбции шунгитом^[14].

НДМГ можно нейтрализовать путём каталитического гидрирования с образованием (CН₃)₂NН и NН₃. Загрязнённые им воды можно очищать каталитическим окислением перекисью водорода^[7].

Накопленные в военных целях запасы 1,1-диметилгидразина можно использовать в качестве сырья для получения полиуретанов, ПАВ, ингибиторов коррозии, биологически активных веществ, химфармпрепаратов, удобрений с микроэлементами^[7].