Dimetilhidrazin tak simetris

**Dimetilhidrazin tak simetris (UDMH)** (1,1-Dimethylhydrazine) adalah senyawa kimia dengan rumus H2NN(CH3)2. Ini adalah cairan tak berwarna, dengan bau yang tajam, amis, dan khas untuk amina organik. Sampel berubah kekuningan jika terpapar dengan udara dan menyerap oksigen dan karbon dioksida. Bahan ini dapat bercampur dengan air, etanol, dan minyak tanah. Dalam konsentrasi antara 2,5% dan 95% di udara, uapnya mudah terbakar. Senyawa ini tidak sensitif terhadap guncangan. Dimetilhidrazin simetris (CH3NHNH (CH3)) juga telah diketahui keberadaannya, tetapi kegunaannya tidak sebaik UDMH. 

Unsymmetrical Dimethylhydrazine (UDMH) yang tidak berwarna dan mudah terbakar sering digunakan sebagai propelan roket, aditif bahan bakar, dan bahan kimia produksi. Senyawa kimia yang dikenal sebagai Unsymmetrical Dimethylhydrazine (UDMH) terdiri dari molekul hidrazin dengan dua gugus metil yang bergabung dengan atom nitrogen. Karena reaktivitasnya yang tinggi, UDMH digunakan secara luas dalam bidang kedirgantaraan, terutama sebagai bahan bakar untuk sistem propulsi roket dan pesawat ruang angkasa. Karena reaktivitas kimianya dan kemampuan adaptasinya dalam proses industri, senyawa ini juga telah digunakan dalam industri farmasi dan pertanian.

Karena kinerjanya yang luar biasa dan kapasitasnya untuk beroperasi dalam berbagai kondisi yang menantang, UDMH masih penting dalam industri kedirgantaraan meskipun sifatnya sangat beracun dan berbahaya. Bagi perusahaan yang bekerja dengan bahan dan zat kimia berkinerja tinggi, kualitas khusus senyawa ini membuatnya sangat diperlukan.

## Produksi

UDMH diproduksi dengan dua cara. Cara pertama didasarkan pada proses Olin Raschig, melibatkan reaksi kloramina dengan dimetilamina. Metode ini menghasilkan hidroklorida dari hidrazin:

:(CH3)2NH + NH2Cl → (CH3)2NNH2 + HCl

Atau, asetilhidrazin bisa di-N-metilasi dengan menggunakan formaldehida untuk menghasilkan N, N-dimetil-N'-asetilhidrazin, yang kemudian dapat dihidrolisis:

:(CH3C(O)NHNH2 + 2 CH2O + 2 H2 → (CH3C(O)NHN(CH3)2 + 2 H2O
:(CH3C(O)NHN(CH3)2 + H2O → (CH3COOH + H2NN(CH3)2

## Pasar Global UDMH
Permintaan Dimetilhidrazina Tidak Simetris (UDMH) tumbuh karena
* Eksplorasi Luar Angkasa dan Propelan Roket : UDMH umumnya digunakan sebagai propelan hipergolik dalam pesawat ruang angkasa dan rudal. Dengan meningkatnya minat dalam eksplorasi luar angkasa, peluncuran satelit, dan aplikasi pertahanan, permintaan akan propelan yang andal dan efisien seperti UDMH pun meningkat. 
* Aplikasi Militer : UDMH digunakan dalam berbagai aplikasi militer, termasuk sistem rudal dan sebagai bahan bakar untuk mesin roket. 
* Sektor Dirgantara yang Berkembang : Perluasan industri dirgantara, termasuk perjalanan ruang angkasa komersial, berkontribusi pada permintaan UDMH. 
* Keunggulan Kinerja : UDMH menawarkan beberapa keunggulan, seperti stabilitas pada suhu ruangan dan impuls spesifik yang relatif tinggi dibandingkan propelan lainnya. Karakteristik ini menjadikannya pilihan yang menarik untuk berbagai aplikasi dalam sistem propulsi.
* Penelitian dan Pengembangan : Penelitian berkelanjutan terhadap sistem dan teknologi propulsi baru dapat mendorong adopsi UDMH. Inovasi dalam sistem roket hibrida dan canggih dapat meningkatkan penggunaan UDMH sebagai bahan bakar.
* Perluasan Pasar Global : Pasar negara berkembang di Asia-Pasifik dan kawasan lain tengah mengembangkan industri kedirgantaraan dan pertahanan, sehingga menciptakan peluang baru bagi UDMH.
* Pertimbangan Lingkungan : Meskipun UDMH memiliki masalah lingkungan dan kesehatan, upaya untuk mengembangkan alternatif yang lebih efisien dan kurang berbahaya . 

NASA dan perusahaan antariksa swasta seperti SpaceX dan Blue Origin tengah meningkatkan jadwal peluncuran mereka. UDMH tetap menjadi komponen utama dalam sistem propulsi roket tertentu, yang mendukung permintaan yang terus meningkat di sektor ini. Anggaran pertahanan AS telah mengalami peningkatan yang konsisten, yang mendorong pengembangan sistem rudal dan aplikasi militer lainnya yang memanfaatkan propelan hipergolik seperti UDMH. Investasi signifikan dalam penelitian dan pengembangan teknologi propulsi baru sedang berlangsung. Eksplorasi sistem propulsi hibrida dan canggih, termasuk UDMH, menarik minat dari sektor publik dan swasta. Perusahaan tengah menjajaki proses produksi dan formulasi yang lebih baik untuk UDMH guna meningkatkan kinerja dan keamanan. Inovasi dalam prosedur penyimpanan dan penanganan juga tengah dikembangkan untuk mengurangi risiko lingkungan dan kesehatan. Meningkatnya regulasi lingkungan mendorong industri kedirgantaraan dan pertahanan untuk mencari alternatif yang lebih aman dan berkelanjutan. Hal ini menyebabkan peningkatan pengawasan terhadap UDMH dan fokus pada pengembangan propelan yang kurang beracun, sehingga menciptakan pasar transisi.

Jerman telah berinvestasi dalam program antariksanya, khususnya melalui Pusat Antariksa Jerman (DLR) dan kemitraan dengan ESA (Badan Antariksa Eropa). UDMH dipertimbangkan untuk sistem propulsi masa depan dalam peluncuran satelit. Prancis merupakan pemain kunci di sektor antariksa Eropa, dengan Arianespace memanfaatkan UDMH di beberapa wahana peluncurnya. Pemerintah terus mendukung inisiatif untuk eksplorasi antariksa dan penyebaran satelit. Inggris telah menyaksikan peningkatan dalam perusahaan rintisan dan inisiatif luar angkasa, dengan organisasi seperti Badan Antariksa Inggris yang mempromosikan penggunaan sumber daya lokal untuk misi luar angkasa. UDMH sedang dievaluasi untuk berbagai aplikasi. Iran telah berfokus pada pengembangan kemampuan rudal dan satelitnya, yang mungkin mencakup penggunaan UDMH sebagai propelan. Negara ini memiliki industri kimia yang kuat yang dapat mendukung produksi UDMH. Tiongkok telah secara signifikan meningkatkan inisiatif eksplorasi ruang angkasanya, termasuk misi Mars Tianwen-1 dan berbagai peluncuran satelit, di mana UDMH digunakan sebagai propelan di beberapa sistem roket. Organisasi Penelitian Luar Angkasa India (ISRO) terus meningkatkan kemampuannya, dengan rencana untuk misi ke Bulan dan Mars. UDMH dipertimbangkan untuk aplikasi propulsi tertentu. Jepang memiliki program luar angkasa yang kuat dengan JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) yang memanfaatkan berbagai teknologi propulsi. Ada penelitian yang sedang berlangsung mengenai propelan hipergolik, termasuk UDMH. Berkolaborasi dengan universitas dan lembaga penelitian Jepang mengenai aplikasi UDMH dalam eksplorasi ruang angkasa dapat mendorong inovasi.

UDMH terutama digunakan sebagai propelan roket dalam misi luar angkasa militer dan sipil. Sifat hipergoliknya (menyala secara spontan saat bersentuhan dengan oksidator) membuatnya berharga untuk pesawat ruang angkasa dan rudal. UDMH digunakan sebagai zat antara dalam produksi obat-obatan, agrokimia, dan bahan kimia lainnya. Zat ini terlibat dalam sintesis berbagai senyawa. Aplikasi dalam penelitian dan pengembangan, di mana UDMH digunakan untuk tujuan eksperimental atau di pasar khusus. Penelitian akademis dan aplikasi industri khusus berkontribusi pada pertumbuhan segmen ini.

Pengguna akhir utama UDMH, meliputi badan antariksa dan perusahaan kedirgantaraan swasta yang terlibat dalam peluncuran satelit dan misi antarplanet. Meningkatnya misi eksplorasi ruang angkasa dan peluncuran satelit komersial secara signifikan meningkatkan permintaan. UDMH digunakan dalam sistem rudal dan aplikasi militer, melayani organisasi pertahanan di seluruh dunia. UDMH berfungsi sebagai perantara dalam memproduksi berbagai senyawa farmasi. Industri farmasi yang berkembang dan permintaan akan obat-obatan inovatif mendorong pertumbuhan di sektor ini. Digunakan dalam pengembangan bahan kimia pertanian dan pupuk, meskipun pada tingkat yang lebih rendah dibandingkan dengan sektor lain. 

Pasar terbesar untuk UDMH, didorong oleh aktivitas kedirgantaraan dan pertahanan Amerika Utara yang signifikan, khususnya di AS Investasi pemerintah dalam program luar angkasa dan pengeluaran pertahanan terus meningkatkan permintaan. Pasar Eropa yang sedang berkembang dengan penekanan pada proyek kedirgantaraan dan manufaktur kimia. Pasar Asia Pasifik yang tumbuh pesat, dipimpin oleh negara-negara seperti China dan India, yang berinvestasi besar dalam kemampuan kedirgantaraan dan pertahanan.  

Meningkatnya minat terhadap misi luar angkasa dan perjalanan luar angkasa komersial merupakan pendorong utama penggunaan UDMH sebagai propelan. Peningkatan anggaran pertahanan secara global, khususnya di Amerika Utara dan Asia, mendukung permintaan UDMH dalam teknologi rudal. Inovasi dalam manufaktur kimia dan formulasi UDMH diharapkan dapat menciptakan produk yang lebih efisien dan aman, sehingga memperluas basis aplikasinya.
 
### Produksi Global UDMH
Amerika Serikat merupakan salah satu produsen UDMH terbesar, yang terutama melayani sektor kedirgantaraan dan pertahanan. Perusahaan seperti Huntsman Corporation dan Air Products and Chemicals, Inc. merupakan produsen terkemuka. Cina memiliki kapasitas produksi UDMH yang terus meningkat, didorong oleh perluasan program luar angkasa dan aplikasi militernya. Berbagai perusahaan kimia dalam negeri memasuki pasar untuk memenuhi permintaan lokal. Dengan meningkatnya investasi di bidang kedirgantaraan dan pertahanan, India juga muncul sebagai produsen, meskipun dalam skala yang lebih kecil dibandingkan dengan AS dan China.
Teknologi Produksi : UDMH biasanya diproduksi melalui reaksi hidrazin dan dimetilamina. Kemajuan teknologi difokuskan pada peningkatan keamanan dan efisiensi dalam proses produksi, mengurangi biaya dan dampak lingkungan. 

### Ekspor dan Impor
Amerika Serikat mengekspor UDMH ke beberapa negara, terutama negara-negara yang terlibat dalam program luar angkasa dan pertahanan. Pasar utamanya meliputi negara-negara Eropa dan negara-negara Asia-Pasifik. China semakin banyak mengekspor UDMH seiring dengan meningkatnya kemampuan produksinya. Permintaan dari negara-negara tetangga dan mereka yang terlibat dalam inisiatif luar angkasa mendorong ekspor ini. Negara-negara Eropa juga mengekspor UDMH ke wilayah-wilayah yang memiliki kebutuhan meningkat akan aplikasi kedirgantaraan dan pertahanan.

Negara-negara Eropa mengimpor UDMH dari AS dan Tiongkok, khususnya untuk memenuhi persyaratan sektor kedirgantaraan mereka. Ada ketergantungan pada impor karena persyaratan regulasi yang ketat dan masalah keselamatan dalam produksi lokal. Beberapa negara di kawasan Asia-Pasifik mengimpor UDMH, khususnya negara-negara dengan sektor kedirgantaraan yang sedang berkembang yang membutuhkan sumber propelan yang andal. Seiring dengan berkembangnya kemampuan kedirgantaraan India, negara itu juga dapat mulai mengimpor UDMH untuk memenuhi kebutuhan jangka pendek hingga produksi lokal meningkat.

## Efek negatif
### Bahaya
* Cairan dan uap yang sangat mudah terbakar [Bahaya Cairan mudah terbakar]
* Beracun jika tertelan, terkena kulit, atau jika terhirup [Bahaya Toksisitas akut, oral; toksisitas akut, dermal; toksisitas akut, inhalasi]
* Beracun jika tertelan [Bahaya Toksisitas akut, oral]
* Beracun jika terkena kulit [Bahaya Toksisitas akut, dermal]
* Menyebabkan luka bakar kulit yang parah dan kerusakan mata [Bahaya Korosi/iritasi kulit]
* Beracun jika terhirup [Bahaya Toksisitas akut, inhalasi]
* Dapat menyebabkan iritasi pernapasan [Peringatan Toksisitas organ target tertentu, paparan tunggal; Iritasi saluran pernapasan]
* Dapat menyebabkan kanker [Bahaya Karsinogenisitas]
* Beracun bagi kehidupan akuatik dengan efek jangka panjang [Berbahaya bagi lingkungan akuatik, bahaya jangka panjang]

## Informasi dasar
UDMH merupakan cairan bening tidak berwarna atau agak kekuningan dengan bau tajam tidak sedap yang merupakan ciri khas amina (bau ikan busuk, mirip bau amonia, sangat mirip bau ikan teri ), zat yang mudah menguap, titik didih +63,1 °C.

Suhu kristalisasi −57,78 °C, kepadatan 790 kg / m³. Dapat bercampur dengan baik dengan air, etanol, sebagian besar produk minyak bumi, dan banyak pelarut organik. Ia bersifat higroskopis dan menyerap kelembapan dari udara, yang menyebabkan penurunan daya dorong spesifik mesin (100 m/s untuk setiap 0,5 % air dalam campuran). 

Ia menyala spontan setelah kontak dengan oksidator berbasis asam nitrat dan dinitrogen tetroksida, yang menyederhanakan desain dan memastikan kemudahan penyalaan serta kemungkinan pengaktifan beberapa mesin roket.

Interaksi UDMH dan larutan berairnya dengan asam nitrat bersifat dahsyat. Pengapian terjadi hingga 50% konsentrasi larutan berair. Larutan dengan konsentrasi lebih rendah bereaksi membentuk garam asam nitrat. UDMH stabil secara termal hingga +350 °C. Pada kisaran +350…+1000 °C, produk dekomposisi adalah amonia, amina, asam hidrosianida, hidrogen, nitrogen, metana, etana, resin, dan zat lainnya.

Digunakan sebagai bahan bakar roket dengan oksidator dinitrogen tetroksida (AT):

Keuntungan pasangan UDMH+AT meliputi:
* melampaui pasangan oksigen + minyak tanah dan pasangan oksigen + hidrogen dalam kepadatan (1170 kg/m³ versus 1070 kg/m³ dan 285 kg/m³ masing-masing), oleh karena itu, tangki yang lebih kecil diperlukan dan desainnya lebih kompak
* penyalaan sendiri saat kontak komponen bahan bakar, yang menyederhanakan desain mesin dan meningkatkan keandalannya
* Roket dapat diisi bahan bakar untuk jangka waktu yang lama, yang sangat penting untuk rudal yang bertugas tempur atau pesawat ruang angkasa yang sedang terbang

Kerugian UDMH+AT meliputi:
* toksisitas ,
* karsinogenisitas ,
* kemungkinan meledaknya UDMH jika terdapat oksidator,
* impuls spesifik yang lebih rendah dibandingkan dengan pasangan oksigen-minyak tanah ,
* UDMH secara signifikan lebih mahal dibandingkan minyak tanah, yang penting untuk roket besar.

Properti lainnya:
* daya ledaknya lebih besar dibandingkan dengan pasangan oksigen-minyak tanah, namun lebih kecil dibandingkan dengan pasangan hidrogen + oksigen.

## Aplikasi
UDMH dulu dan sekarang digunakan dalam mesin roket cair
* Kendaraan peluncur Amerika (LV) " Delta ", " Thor-Agena ", " Titan " dan pesawat ruang angkasa " Apollo ";
* Kendaraan peluncur Soviet, Rusia, dan Ukraina " Proton ", " Kosmos ", " Cyclone ", " Rokot ", " Dnepr " dan ICBM " R-16 " (SS-7), " R-36 " (SS-9), " UR-100 " (SS-11), " MR UR-100 " (SS-17), " R-36M " (SS-18), " UR-100N " (SS-19);
* Perawat Tiongkok dari keluarga Changzheng ;
* Keluarga RN Prancis " Ariane ", " Vega ";
* Kendaraan peluncur India GSLV , PSLV ;
* pesawat ruang angkasa berawak (" Soyuz ", " TKS ", " Orel ") dan kargo (" Progress ");
* satelit , orbit ( Mir , ISS ) dan stasiun antarplanet ( Phobos-1 , Phobos-2 , Phobos-Grunt ).

## Sejarah penciptaan
Pada tahun 1949, Institut Kimia Terapan Negara menerima paten untuk dimetilhidrazina tidak simetris sebagai bahan bakar peluncuran roket yang efektif, memiliki sejumlah sifat unik dibandingkan dengan bahan bakar TG-02, periode penundaan pengapian lima kali lebih pendek, lebih sedikit ketergantungan pada suhu dan peningkatan efisiensi energi (impuls spesifik dengan AK adalah 10 unit lebih tinggi daripada TG-02).

Sifat-sifat yang berbahaya bagi penembakan 
Cairan yang sangat mudah terbakar. Titik nyala -15 °C; suhu penyalaan otomatis 249 °C; Batas konsentrasi perambatan api 2-95% vol.

Bahan pemadam : semprotan air, busa mekanik udara, bubuk.

## Toksisitas
UDMH adalah zat yang sangat beracun dan mudah menguap. Misalnya, sifat karsinogeniknya digunakan dalam penelitian untuk menginduksi karsinoma kolorektal pada tikus. Heptil memiliki efek toksik dan mutagenik yang kuat. Efek pada tubuh manusia: iritasi selaput lendir mata, saluran pernapasan dan paru-paru; eksitasi kuat pada sistem saraf pusat; gangguan gastrointestinal (mual, muntah), dalam konsentrasi tinggi dapat terjadi kehilangan kesadaran dan kematian.

Dalam perselisihan antara Sergei Korolev dan Valentin Glushko tentang prinsip memilih bahan bakar untuk roket (apa yang lebih penting - efisiensi energi atau keramahan lingkungan), Korolev menyebut heptil "racun iblis".

## Penyimpanan
Bahan bakar hidrazin dicirikan oleh stabilitas kimia yang rendah saat bersentuhan dengan atmosfer, tetapi secara praktis tidak menyebabkan korosi pada bahan struktural dalam fase uap dan cair. Untuk menyimpan UDMH, tangki baja karbon rendah digunakan, dipasang di atas tanah atau di bawah tanah. Seperti dinitrogen tetroksida, UDMH disimpan di bawah tekanan nitrogen dalam keadaan jenuh.

Di udara, UDMH bereaksi dengan oksigen, membentuk 1,1,4,4-tetrametiltetrazena, amonia, diazometana, polimetilena, dan zat resin basa. Produk paling berbahaya dari reaksi tersebut adalah karsinogen dan mutagen (CH 3 ) 2 NNO dan CH 2 N 2.

## Pengangkutan
UDMH diangkut terutama melalui kereta api, air dan transportasi jalan. Transportasi udara UDMH dilarang.

Bahan bakar hidrazin diangkut dengan tanker kereta api dan jalan raya dengan kapasitas 40-60 m³, terbuat dari baja karbon rendah. Untuk mencegah kontak bahan bakar dengan atmosfer, tekanan nitrogen berlebih sebesar 100-150 kPa dipertahankan di dalam tanker kereta api dan mobil.

## Pengolahan dan netralisasi
Netralisasi tumpahan dapat dilakukan melalui penyerapan dengan shungite.

UDMH dapat dinetralkan melalui hidrogenasi katalitik untuk membentuk (CH 3 ) 2 NH dan NH 3. Perairan yang terkontaminasi olehnya dapat dimurnikan dengan oksidasi katalitik dengan hidrogen peroksida.

Cadangan 1,1-dimetilhidrazina yang dikumpulkan untuk keperluan militer dapat digunakan sebagai bahan baku untuk produksi poliuretan, surfaktan, penghambat korosi, zat aktif biologis, farmasi kimia, dan pupuk dengan unsur mikro.

## Perbandingan propelan roket cair di permukaan laut dan dalam ruang hampa
Data dalam tabel di bawah ini berasal dari buku Huzel & Huang "Modern Engineering for Design of Liquid-Propellant Rocket Engines", 1992, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Washington, (ISBN 1-56347-013- 6); Berisi hasil yang diterbitkan oleh Rocketdyne berdasarkan perhitungan yang dilakukan dengan asumsi pembakaran adiabatik, ekspansi isentropik uniaxial dan penyesuaian berkelanjutan rasio campuran oksidan/bahan bakar sebagai fungsi ketinggian. Perhitungan ini dilakukan untuk tekanan ruang bakar sebesar 1.000 PSI, yaitu 1.000 "pon per inci persegi", yang dalam satuan internasional (SI) setara dengan 6.894.757 Pa. Kecepatan ejeksi pada tekanan yang lebih rendah dapat diperkirakan dengan menerapkan koefisien dari grafik seberang.

Besaran yang ditampilkan dalam tabel ini adalah sebagai berikut:
* *ratio*, perbandingan pencampuran (laju aliran massa oksidan terhadap laju aliran massa bahan bakar)
* *v <sub>e</sub>*, kecepatan ejeksi gas buang, dinyatakan dalam meter per detik
* *ρ*, kepadatan nyata propelan, dinyatakan dalam gram per sentimeter kubik
* *T <sub>C</sub>*, suhu keseimbangan di ruang bakar, dinyatakan dalam °C
* *C**, kecepatan karakteristik, dinyatakan dalam meter per detik

Tujuan tabel ini adalah untuk menjelaskan evolusi parameter antara lepas landas dan kedatangan di orbit: di sebelah kiri, nilai di permukaan laut; di sebelah kanan, sama dalam kehampaan. Ini adalah nilai nominal yang dihitung untuk sistem ideal, dibulatkan dalam satuan SI (komposisi dinyatakan dalam persentase massa):

## Lihat pula
* Roket berbahan bakar cair
* Roket monopropelan
* Propelan roket cair
* Kendaraan peluncur antariksa
* Wahana antariksa
* Mesin roket
* Pendorong vernier
* Apogee motor
* Landasan peluncuran
* Bandar antariksa
* Bahan bakar roket
* Propulsi roket
* Kriogenik (bahan bakar) penyimpanan pada temperatur yang sangat rendah berupa cair gas seperti hidrogen cair.
* Hipergolik (propelan) mudah menyala spontan ketika kontak kombinai komponen propelan eperti bahan bakar dan oksidator.
* Oksidator
* Oksigen cair
* Hidrogen cair
* RP-1 Rocket Propellant 1 atau Refined Petroleum 1
* Dinitrogen tetroksida N2O4 
* Proses peroksida adalah metode untuk produksi industri hidrazin.
* Monometilhidrazina
* Gaya dorong
* Propulsi wahana antariksa
* Hidrazina
* Dinitrogen monoksida
* Amonium dinitramida
* Hidrogen peroksida
* Hidroksilamonium nitrat
* Nitrometana
* Katalisis
* Uap 
* Oksigen 
* Propelan 
* Roket 
* Monopropelan
* Bipropelan

## Referensi

* Encyclopedia Astronautica
* CDC - NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards