Применение молекулярных комплексов, сокристаллизатов, твердых растворов в составах высокоэнергетических материалов (ВЭМ) имеет длительную историю. В литературе показано, что перевод компонентов из состояния механической смеси в состояние сокристаллизата (молекулярного комплекса) приводит к существенным изменениям в физико-химических характеристиках.
Представляется интересным исследовать характеристики сокристаллизатов на основе такого окислителя ВЭМ как нитрат аммония (НА). Нитрат аммония и ВЭМ на его основе имеют ряд преимуществ перед используемыми на сегодняшний день материалами, это, прежде всего, низкое воздействие на экологию продуктов сгорания, меньшая чувствительность к механическим воздействиям, обеспечивающая более высокий уровень безопасности при производстве и эксплуатации нитратных ВЭМ, существенно меньшая стоимость НА, по сравнению со штатными окислителями. Однако существует ряд факторов, сдерживающих распространение НА в качестве штатного окислителя ВЭМ. Это, прежде всего, наличие полиморфных переходов в кристаллической решетке НА в температурном интервале производства и эксплуатации ВЭМ, его высокая гигроскопичность, низкая эффективность горения, обусловленная низкой скоростью горения и большими энергомассовыми потерями на шлакообразование и агломерацию.
Проведенными исследованиями параметров термического разложения и горения сокристаллизатов на основе НА и полярных неионогенных полимеров установлено, что получение сокристаллизатов из водных и водно-ацетоновых растворов НА с поливинилпирролидоном, поливиниловым спиртом, метилполивинилтетразолом (МПВТ) и желатином позволяет блокировать плавление НА, что снижает потери тепла при горении комплекса и тем самым интенсифицирует процесс горения. На примере механической смеси и сокристаллизата НА/МПВТ, показано, что при термическом разложении сокристаллизата наблюдается выделение тепла (экзотермический эффект), в отличие от термического разложения механической смеси, для которой наблюдается эндотермический характер разложения. Дополнительный экзотермический эффект при термическом разложении способствует интенсификации процессов, проходящих в зоне горения и термического разложения сокристаллизата. Получение сокристаллизата НА/полиэтиленоксид из расплава позволяет блокировать полиморфные переходы в кристаллической решетке НА в интервале температур от -50оС до +50оС. Чувствительность к удару и трению сокристаллизатов ниже, по сравнению с аналогичными по составу механическими смесями. Это обусловлено более гомогенной структурой сокристаллизата, по сравнению с механической смесью. Сокристаллизация позволяет повысить скорость горения, температуру и удельный импульс до уровня баллиститных порохов, снизить высокое предельное давление устойчивого воспламенения и горения нитратных композиций до 0,1 МПа. Время задержки воспламенения сокристаллизатов соответствует времени задержки воспламенения металлизированных ВЭМ на основе перхлората аммония и горючего-связующего НТРВ.