Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ phụ gia, xúc tác cháy PbO, Ckt và CaCO3 đến quy luật tốc độ cháy của thuốc phóng keo balistit trên nền NC-NG-DINA

Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ phụ gia, xúc tác cháy PbO, Ckt và CaCO3 đến quy luật tốc độ cháy của thuốc phóng keo balistit trên nền NC-NGDINA cho thấy, với tỷ lệ ≥ 1,4 % PbO + 1,7 % CaCO3 + 0,2 % Ckt cho tốc độ cháy U100 ~ 14,2 mm/s và hệ số mũ ν ~ 0,61, đạt yêu cầu, nhưng tốc độ cháy ở áp suất cao (120 at) bị giảm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ phụ gia, xúc tác cháy PbO, Ckt và CaCO3 đến quy luật tốc độ cháy của thuốc phóng keo balistit trên nền NC-NG-DINA Nghiên cứu khoa học công nghệ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ PHỤ GIA, XÚC TÁC CHÁY PbO, Ckt VÀ CaCO3 ĐẾN QUY LUẬT TỐC ĐỘ CHÁY CỦA THUỐC PHÓNG KEO BALISTIT TRÊN NỀN NC-NG-DINA Lê Duy Bình1*, Phạm Văn Toại2, Nguyễn Việt Bắc1 Tóm tắt: Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ phụ gia, xúc tác cháy PbO, Ckt và CaCO3 đến quy luật tốc độ cháy của thuốc phóng keo balistit trên nền NC-NG- DINA cho thấy, với tỷ lệ ≥ 1,4 % PbO + 1,7 % CaCO3 + 0,2 % Ckt cho tốc độ cháy U100 ~ 14,2 mm/s và hệ số mũ ν ~ 0,61, đạt yêu cầu, nhưng tốc độ cháy ở áp suất cao (120 at) bị giảm. Trong khi đó, ở tỷ lệ 0,8 % PbO + 1,7 % CaCO3 + 0,4 % Ckt cho tốc độ cháy cao (U100 = 17,14 mm/s) nhưng hệ số mũ ν tương đối lớn (ν = 0,78). Tỷ lệ phụ gia, xúc tác cháy tối ưu cho hệ thuốc phóng keo trên nền NC-NG- DINA là: 0,8 % PbO + 1,7 % CaCO3 + 0,1 % Ckt. Khi đó, U100 = 13,58 mm/s (yêu cầu từ 13,5 mm/s đến 15,5 mm/s) và hệ số mũ ν = 0,53 (yêu cầu nhỏ hơn 0,6). Với tỷ lệ này, mẫu thu được đáp ứng yêu cầu của mác thuốc phóng NDSI-2K. Từ khóa: Thuốc phóng; NC-NG-DINA; Quy luật tốc độ cháy; Phụ gia xúc tác cháy. 1. MỞ ĐẦU Từ các kết quả nghiên cứu ở bài báo trước cho thấy, phụ gia Ckt hoặc hỗn hợp của Ckt với CaCO3 khi thêm vào mẫu nền NC-NG-DINA cho tốc độ cháy đạt yêu cầu nhưng hệ số mũ ν còn tương đối cao (ν ≥ 0,79). Do đó, sự cần thiết phải nghiên cứu lựa chọn, khảo sát ảnh hưởng của xúc tác cháy khác kết hợp với các phụ gia này nhằm thu được mẫu có tốc độ cháy cũng như hệ số mũ ν đạt yêu cầu. Một số công trình [1-5] đã đề cập đến ảnh hưởng của phụ gia, xúc tác cháy trên cơ sở PbO, Ckt và CaCO3, tuy nhiên, chưa đi sâu nghiên cứu tính quy luật cháy của nó. Vì vậy, việc giải thích khả năng sử dụng chúng trong khoảng xác định còn hạn chế. Nối tiếp các công trình đã công bố, nhóm tác giả tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng của hệ phụ gia, xúc tác cháy này đến quy luật tốc độ cháy của thuốc phóng trên nền NC-NG- DINA, qua đó, đánh giá, so sánh khả năng sử dụng chúng cho mác thuốc phóng NDSI-2K. 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: mẫu thuốc phóng trên nền NC-NG-DINA với các phụ gia, xúc tác cháy Ckt, CaCO3 và PbO. - Phạm vi nghiên cứu: quy luật tốc độ cháy, hiệu quả xúc tác cháy theo áp suất và hàm lượng của các phụ gia, xúc tác cháy. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp tính toán thiết kế đơn thành phần Bảng 1. Đơn thành phần mẫu thuốc phóng trên nền NC-NG-DINA. TT Thành phần Hàm lượng 1 Nitrat xenlulo (NC), % 58,5 ± 0,05 2 Nitro glyxerin (NG), % 28,0 ± 0,05 3 Dietanol nitroamin dinitrat (DINA), % 8,60 ± 0,02 4 Xentralit số 2, % 1,40 ± 0,01 5 Vazơlin, % 0,70 ± 0,01 Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 56, 08 - 2018 141  Hóa học & Kỹ thuật môi trường Để nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia xúc, tác cháy đến quá trình cháy của thuốc phóng, thông thường ta cần phải xác lập được đơn thành phần với hàm lượng cụ thể cho mẫu nền. Trong phạm vi nghiên cứu của bài báo này, nhóm tác giả đã xác lập đơn thành phần mẫu nền trên cơ sở hướng tới thuốc phóng NDSI-2K. Đơn thành phần mẫu nền phục vụ quá trình nghiên cứu, được trình bày trong bảng 1. Các chất phụ gia CaCO3, Ckt và xúc tác cháy PbO được lựa chọn trên cơ sở khi thay thế vào công thức tính toán nhiệt lượng, đảm bảo chênh lệch nhau không lớn nhằm hạn chế ảnh hưởng của nhiệt độ cháy (nhiệt lượng cháy) đến quá trình cháy của thuốc phóng. Hàm lượng các phụ gia, xúc tác cháy được cho trong bảng 2. Bảng 2. Hàm lượng các phụ gia, xúc tác cháy CaCO3, Ckt và PbO. TT Thành phần Hàm lượng 1 Canxi cacbonat (CaCO3), % 1,70 2 Chì (II) oxít (PbO), % 0 ÷ 1,40 3 Cacbon kỹ thuật (Ckt), % 0 ÷ 0,50 Với đơn thành phần mẫu nền cho trong bảng 1 và các phụ gia, xúc tác cháy cho trong bảng 2, khi tính toán nhiệt lượng cháy thông qua công thức thực nghiệm [6] đều cho kết quả từ 1053 cal/g đến 1070 cal/g. Số liệu này cho thấy, sự chênh lệch nhiệt lượng cháy giữa các mẫu nghiên cứu là không lớn và nằm trong vùng cho phép. 2.2.2. Phương pháp tạo mẫu Tạo mẫu (thỏi) thuốc phóng: các hợp phần được phối trộn theo ...