PCC - kis sebességű eleme a robbanó kompozíció

A vonatkozó vizsgálatok eredményeiről a kálium-perklorát (PCC), mint a kis sebességű alkatrész ipari robbanásveszélyes (PWV). Javítása működőképességét POE vizsgált katalizátorok hatására a termikus bomlása kálium-perklorát módszerével differenciál termikus analízis és termogravimetria. Azt találtuk, hogy a fém-oxidok csökkentik bomlási hőmérséklete PEB-at 80-100o C. A Freeman és Carroll, feldolgozásán alapuló termogramokban bomlási számított aktiválási energia és a sebességi állandója a katalitikus bomlása PCC. Kimutatták, hogy a PCC-bomlása katalizátor mangán-oxid csökkenti az aktiválási energia 2,5-szeresére. Lehetőség van, hogy javítsa a megbízhatóság a POE-alapú PCC rendszeres segítségével megindításáról.

Kulcsszavak: ipari robbanóanyagok, kálium-perklorát, hőbomlás katalízis, alacsony sebesség díjak, aktiválási energia

PCC - kis sebességű eleme a robbanó kompozíció

Vasiliy Zakusylo

Ph.D., egyetemi docens a vegyészmérnöki osztály makromolekuláris vegyületek
Shostka Intézet Sumy State University,
Shostka, Ukrajna

Angela Romanchenko

Tanszék Vegyészmérnöki makromolekuláris vegyületeket
Shostka Intézet Sumy State University,
Shostka, Ukrajna

1. táblázat - Kémiai összetétel PCC mintákat a tanulmány a hőtágulás

A vizsgálati eredményei a folyamat a hőbomlás grafikus formában a kálium-perklorát katalizátor nélkül, valamint ezek elegyei a PCC hozzáadásával 0,5% mangán-oxidot, amint az a termogramok az 1. és 2. ábrán, sorrendben.

Ábra 1- termogram kálium-perklorát degradáció nélkül katalizátorok

2. ábra - A termogramja bomlás kálium-perklorát keveréket egy katalizátor mangán-oxid (II).

Az eredmények a termikus bomlása során PCC hogy lehet, hogy a bevezetése a mangán-oxid bomlását katalizátor elegy csökkenti a bomlási hőmérséklet a 80-100. Ahhoz, hogy a minimális hőmérséklet a bomlási PCC MnO bomlás katalizátor elegendő bevezetni 0,5%. Tehát szükség van, hogy kielégítő finoman eloszlatott katalizátort és figyelni, hogy a bensőséges keverése a keverék.
Megvizsgáltuk a bomlási kinetikáját keverékek alapján PCC. A kinetikai vizsgálatokhoz bomlás, és meghatározza az aktiválási energia egy nem-izoterm fűtési használt előzőleg kapott termogram bomlás alapuló keverékek kálium-perklorát [7].
A legegyszerűbb egylépéses reakcióban, bomlás Q anyag lehet a következő egyenlet szemlélteti Q = B + C (ahol C - a kondenzált anyag C - gáz) a következő függését az átalakulás mértéke Rτ = dW / dτ koncentrációja W:

ahol K - konverziós arány állandó.
Feltételezzük, hogy a sebességi állandó a konverzió függvényében az Arrhenius-egyenlet, amely lehet az alábbi képlettel ábrázolható:

(2)
ahol Z - pre-exponenciális faktor;
Ea - aktiválási energia;
R - egyetemes gázállandó;
T - abszolút hőmérséklet.
Mivel a folyamat a termikus bomlása során kálium-perklorát és kompozíciók alapján, hogy egy komplex folyamat, amely egy sor, egymást követő és párhuzamos reakciók, hogy meghatározzák a kinetikai paraméterek kellő pontossággal az Arrhenius-egyenlet nem alkalmazható.
Között a javasolt módszerek meghatározására kinetikai paramétereket a termikus megsemmisítése alapuló vegyületek matematikai feldolgozása görbék TG, találtam a legnagyobb alkalmazási módszert Freeman és Carroll [8]. A módszer előnye, hogy folyamatos tanulmány a kinetikája, mint egy széles hőmérséklet-tartományban, viszonylag kevés adat. A fő hátránya a módszernek, hogy a meghatározás a bomlási sebessége végezzük végző része a görbe érintői a minta tömegváltozása során a bomlási folyamatot.
Eszerint a módszer szerint a jelenlegi RT bomlási sebességét kondenzált anyag Q, olyan hőmérsékleten T egy bizonyos időben következő kifejezés tartja:

(3)
ahol RT - termikus bomlási sebesség, mg / 0C;
q - fűtési sebesség, K / min;
A aktiválási energiája bomlása PCC és kompozíciók alapján számított fázisváltó anyag tömege (TG) kialakítását megelőző állandó a minta tömegének, azaz a végén a bomlási folyamatot. Erre a célra, ez a része a görbe jegyezni négy pontot, és határoztuk meg mindegyik megfelelő hőmérséklet, a kölcsönös a hőmérséklet, valamint a hőmérséklet, a bomlási sebesség.
Az adatok meghatározása a kálium-perklorát aktiválási energia a 3. táblázatban felsorolt.

3. táblázat - Az értékek a paraméterek meghatározásához használt aktiválási energia a bomlási folyamat PCC katalizátor nélkül

Számításokhoz használt a következő képlet:
Rti = tg αi, (4)
ahol Rti - termikus bomlási sebesség, mg / 0C;
αi - hajlásszöge érintő a telek pontot a termogram értékkel TI hőmérséklet.
Rτi Rti = * q, (5)
ahol Rτi - konverziós arány, mg / min;
q - fűtési sebesség eltávolítása során termogram 0C / perc, q = 10 0C.
Ezután, attól függően, hogy a grafikus LGP = f (1 / T), vagyis a görbe meredeksége β megtalálják az érték a k sebességi állandót, akkor a számított módon azt találjuk, az aktiválási energia. Ez egy grafikon mutatja a 3. ábrán.

3. ábra -Polulogarifmicheskaya függését a bomlási sebessége az inverz hőmérséklet PEB-

Szerint a cselekmény a determináns értéke β = 490, így:
K = tgβ = tg 490 = 1.15.
K = Ea / (2,303 * R)
Ea = 22,01 * 10-3 kJ / mol
A következő lépésben a bomlás sebességi állandóját határoztuk meg és az értéket az aktiválási energia a bomlás a robbanásveszélyes álló keverék kálium-perklorát - 99,5% mangán-oxidot (II) - 0,5%. A kapott értékek szükséges további paraméterek kiszámítási a négy pont mutatja a 4. táblázat.
4. táblázat - Az értékek a paraméterek meghatározásához használt aktiválási energia a bomlás katalizátor PEB a MnO

Ezután, attól függően, hogy a grafikus LGP = f (1 / T), vagyis a görbe meredeksége β megtalálják a sebességi állandó K, majd a számított módon azt találjuk, az aktiválási energia. Ez egy grafikon mutatja a 4. ábrán.

4. ábra - féllogaritmikus függését a bomlási sebesség PCC keverék és mangán-oxid a reciprok hőmérséklet

Szerint a cselekmény a determináns értéke β = 260, így:
K = tgβ = tg260 = 0,49.
K = Ea / (2,303 * R)
Ea = 9, 13 * 3,10 kJ / mol
Így, a vizsgálatban a tiszta PCC értéke az aktiválási energia a 22,01 * 10-3 kJ / mól, míg a hozzá 0,5% mangán-oxid, az aktiválási energia csökken 9,13 * 10-3 kJ / mól, míg az értékek a állandók arány 1,15 és 0,49 volt. Ez a tény a további bizonyítéka katalitikus hatása mangán-oxid adalékanyag (II) termikus bomlásának a kálium-perklorát.
Az aktiválási energia az a minimális mennyiségű energia, ami szükséges, hogy a rendszerrel közölni fordul elő termikus bomlási reakció. Katalitikus hőbomlás mangán-oxid csökkenti az aktiválási energia a kálium-perklorát 2,5-szer, amely javítja a működtetés megbízhatóságát POE szabványos Iniciálási. Robbanásveszélyes vizsgálatok megállapították, hogy POE-alapú PCC 0,5% MnO - 94% és a gázolaj - 6% megbízhatóan kiváltott útján megindításáról rendszeres EB EH-8. A robbanási sebesség szerint a készítmény a PCC diszperzió 1,5 és 2,0 km / s, és a kritikus detonációs átmérője 6 mm és 15 mm-es, ill.