Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В последние два десятилетия наблюдается большой интерес исследователей к различным солям динитрамида, как компонентам газогенерирующих композиций, порохов, ракетных топлив и взрывчатых веществ. Разработаны и опубликованы различные методы их синтеза, в основе которых лежат пионерские работы советских и российских специалистов. К настоящему времени запатентованы и применяются в различных технических системах газогенерирующие композиции (для автомобильных систем спасения) и пороха (для артиллерийских систем) на основе гуанилмочевинной и гуанидиниевой солей динитрамида (ГМС и ГС) . Эти две соли негигроскопичны, не растворяются в воде, имеют более благоприятный элементный состав (большое содержание азота и водорода при низком содержании углерода - два и один атом углерода на молекулу у ГМС и ГС соответственно) и объем газообразных продуктов, чем, например, октоген (НМХ) и другие широко применяемые циклические нитрамины, при аналогичном коэффициенте обеспеченности кислородом, но меньших значениях плотности. Очевидно, что эти соединения по комплексу физико-химических характеристик не могут рассматриваться как базовые компоненты композиций с высокими энергомассовыми характеристиками, например в сравнении НМХ. Но низкая чувствительность этих солей к комплексу внешних воздействий, хорошая химическая совместимость с различными компонентами смесевых композиций, достаточно высокая термическая стойкость позволяют рассматривать их в качестве перспективной замены циклическим нитраминам (НМХ, RDX и др.) при разработке смесевых композиций различного назначения, обладающих пониженной чувствительностью и благоприятными параметрами продуктов горения (температура, состав газов). В связи со сказанным, несомненный интерес представляет влияние этих компонентов на скорость горения смесевых композиций на основе широко применяемых окислителей в сравнении, например, с влиянием циклических нитраминов.

В настоящей дипломной работе приведены результаты анализа влияния на скорость горения содержания ГМС и ГС в металлизированных композициях на основе двух типов инертных горючих-связующих (ГСВ) и перхлората аммония (ПХА). Для сравнения приведены результаты для композиций, содержащих НМХ и гексанитрогексаазаизовюрцитан (HNIW).

1. Литературный обзор

Твердые ракетные топлива используются для создания реактивной силы за счет газообразных продуктов сгорания, благодаря им создается высокое давление, которое превращается в движущую или разрушительную силу. ТРТ используются в качестве газогенераторов для автомобильных подушек безопасности, систем пожаротушения.

Твердое ракетное топливо разделяется на классы: двухосновные или гомогенные топлива и смесевые топлива (смесевые композиции (СК)).

Топлива, у которых связующее состоит из энергетического полимера, пластифицированного нитроэфиром, в частности, нитроцеллюлозы, пластифицированной нитроглицерином, обычно называют двухосновными топливами. Окисляющие и восстанавливающие элементы, которые связаны с выделением энергии при горении, сочетаются в одной и той же молекуле. Фактически, нитроцеллюлоза и нитроглицерин вносят углерод, водород и кислород, необходимые для химической реакции. В результате топлива являются известными гомогенными топливами в противоположность смесевым твердым топливам.

СК изготавливаются на основе полимерной матрицы, наполненной твердым порошкообразным окислителем и, возможно, металлическим порошком, который играет роль второго горючего компонента. Когда компоненты горючего и окислителя связаны химически в одних и тех же молекулах, то эти молекулы выбираются для составления рецептуры энергетического материала. Так нитрополимеры состоят из групп O?NO2 и углеводородной структуры. При разрыве связи O?NO2 выделяется NO2, который в газообразном состоянии действует как фрагмент окислителя, а оставшаяся углеводородная структура является фрагментом горючего. Кристаллические частицы, которые выделяют газообразные фрагменты окислителя, являются компонентом окислителя, а углеводородные полимеры, которые производят газообразные фрагменты горючего, используются в качестве компонента горючего. Смеси этих кристаллических частиц и углеводородных полимеров образуют энергетические материалы, которые именуются "смесевыми композициями". Полимерный углеводород действует также, как связующее для каждой частицы, чтобы связать их, образуя твердотопливный заряд.

Кристаллические материалы, такие как KNO3, NH4NO3 и NH4ClO4, используются в качестве окислителей из-за высоких концентраций окисляющих элементов в их молекулярных структурах. Эти материалы генерируют высокие концентрации газообразных окисляющих фрагментов при термическом разложении. С другой стороны, углеводородные полимерные материалы, такие как полиуретан и полибутадиен, генерируют высокие концентрации газообразных фрагментов горючего при термическом разложении. Оба вида газообразных фрагментов диффундируют друг в друга и реагируют, выделяя тепло и продукты сгорания. Таким образом, смеси кристаллических и полимерных материалов образуют горючие энергетические материалы, физические структуры которых являются негомогенными. Поэтому такие энергетические материалы называются смесевыми или гетерогенными топливами. Соответственно баллистические свойства, такие как скорость горения и чувствительность к давлению, зависят не только от химических ингредиентов окислителя и горючего, но также от формы и размера частиц окислителя.

Перхлорат аммония (ПХА, NH4ClO4) является белым кристаллическим материалом, кристаллическая структура которого изменяется от орторомбической до кубической при 513 К, которая влияет на процесс разложения. ПХА негигроскопичен в атмосфере и массовая доля кислорода в нем составляет 0,545. Его быстрая сублимация имеет место в диапазоне температур от 670 до 710 К при низких давлениях. При медленном нагреве ПХА начинает разлагаться при температуре 470 К по следующей реакции:

4NH4ClO4 > 2Cl2 + 3O2 + 8H2O + 2N2O

При температуре около 620 К ПХА разлагается в соответствии со следующей реакцией:

2NH4ClO4 > Cl2 + O2 + 4H2O + 2NO

Когда скорость нагрева высокая, то весь процесс реакции описывается следующим образом:

NH4ClO4 > NH3 + HClO4

HClO4 > HCl + 2O2

эта реакция является экзотермической и производит избыточный кислород в качестве окислителя.

Молекулы кислорода, образующиеся при разложении, действуют в качестве окислителя, когда частицы ПХА смешиваются с полимерным горючим, например,

NH4ClO4 + CmHn (углеводородный полимер) > СO2 + H2O + N2 + HCl

В результате этой реакции выделяется значительное количество тепла и газообразных молекул, которые обеспечивают высокий единичный импульс Isp.

Хотя ПХА относительно стабилен при механических ударах, однако весьма сильный удар будет вызывать детонацию со скоростью 3400 м/с.

ПХА является одним из наиболее важных носителей кислорода в составах смесевых твердых топлив. Кроме того, смесевые твердые топлива на основе ПХА демонстрируют превосходные баллистические свойства, такие как скорость горения, показатель в законе скорости горения, температурная чувствительность при сравнении со всеми другими твердыми топливами. В отличие от перхлоратов щелочных металлов, таких как перхлорат калия (KClO4) и перхлорат натрия (NaClO4), ПХА обладает преимуществом полного превращения в газообразные продукты реакции. Твердые топлива, состоящие из частиц кристаллического ПХА и полимерных углеводородов, таким образом, производят газообразные продукты сгорания без конденсированных частиц.

Однако, так как продукты сгорания смесевых твердых топлив на основе ПХА содержат относительно высокую концентрацию хлорида водорода (HCl), образуется белый дым, если продукты сгорания истекают из сопла во влажную атмосферу. Когда молекулы HCl диффундируют в воздух и сталкиваются с молекулами H2O, в нем образуется кислотный туман, который усиливает видимый белый дым. Согласно экспериментальным наблюдениям белый дым образуется, когда относительная влажность превышает 40%. Таким образом, смесевые твердые топлива на основе ПХА без каких-либо частиц металла называются твердыми топливами с уменьшенным дымообразованием. С другой стороны, след белого дыма всегда виден при горении алюминизированных твердых ракетных топлив на основе ПХА при любых атмосферных условиях. Поэтому алюминизированные смесевые твердые топлива на основе ПХА называются дымными твердыми топливами. Американский Спейс-Шаттл, например, имеет два больших твердотопливных ускорителя для его запуска. Состав твердого топлива ускорителей приведен в таблице 1.

Таблица 1. Состав твердого топлива в ускорителях Спейс - Шатл

Химические компоненты	Массовая доля
Перхлорат аммония	0,70	Окислитель
Полибутадиенакрилонитрил (PBAN)	0,14	Горючесвязующее
Алюминий	0,16	Горючее

Поэтому два ускорителя образуют большие количества газообразных и конденсированных продуктов, включая HCl, которые выбрасываются в атмосферу. Если газообразный HCl диффундирует во влажный воздух, то HCl конденсируется, образуя соляную кислоту в виде тумана, который перерастает в кислотный дождь, если он присутствует на достаточном уровне для образования больших капель. В таблице 2 приведен пример расчета количества газообразного хлористого водорода HCl, который образуется, и площади, подвергаемой кислотному дождю, если достаточная влажность обеспечивается в атмосфере. Хотя количество HCl, которое производится, достаточно велико, Спейс Шаттл запускается с восточного побережья полуострова Флорида (мыс Канаверел) и продукты сгорания рассеиваются над Атлантическим океаном.

Таблица 2. Образование кислотного тумана при срабатывании ускорителей Спейс-Шаттл

Масса топлива двух ускорителей	500Ч103кг/ускорительЧ2 == 1000·103 кг = 106 кг
Массовая доля HCl, содержащаяся в топливе двух ускорителей	0,217
Общая масса HCl в продуктах сгорания	1000Ч103 Ч0,217 = 0,217·106кг
Хлористоводородная (соляная) кислота	0,372% в воде = 538·103кг = 493 м3
Площадь, подв. выпадению 1мм кисл. дождя, сост. из 0,1% соляной кислоты	22кмЧ22 км

Так как ПХА является ценным окислителем из-за его высокого кислородного совершенства, относительной безопасности при обращении и относительно низкой стоимости по сравнению с другими окислителями, то его трудно заменить на другие окислители бесхлорного типа. По этому для уменьшения выделения НCl используют ее химические свойства: высокотемпературные молекулы HCl имеют тенденцию реагировать с частицами металлов.

Если частицы соединений натрия или частицы магния вводятся в состав смесевых твердых топлив на основе ПХА, то образуются хлориды натрия или магния. В общем, наиболее широко частицы алюминия включаются в составы топлив на основе ПХА. Однако атомы Cl или молекулы Cl2, образующиеся при разложении ПХА, реагируют с молекулами воды, образуя молекулы HCl. Химические вещества, содержащие атомы Na или Mg, реагируют с HCl после их термического разложения.

Если нитрат натрия (NaNO3) вводится в состав топлива на основе ПХА, то концентрация молекул HCl уменьшается в соответствии с реакцией:

NH4ClO4 + NaNO3 > NH4NO3 + NaClO4 > получение NaCl> > Na2O + HCl > получение NaCl

Таким образом, число молекул HCl уменьшается, если частицы нитрата натрия вводятся в состав топлив на основе ПХА. Этот класс топлив называется твердыми топливами с "поглотителем".

На рисунке 1 приведены результаты расчетов тепловых равновесий твердых ракетных топлив на основе ПХА с "поглотителем" как функции массовой доли нитрата натрия о(NaNO3). Топливо на основе ПХА без NaNO3, о(0,0) состоит из массовых долей о(ПХА) = 0,85 и о(НТРВ) = 0,15. Газообразный хлористый водород, образующийся в продуктах сгорания топлива на основе ПХА, превращается в NaCl, который является стабильным и безопасным для окружающей среды.



Рисунок 1. Мольные доли HCl и NaCl, полученные в топливах на основе ПХА с поглотителями как функции о(NaNO3)

Если частицы магния включаются в состав топлива на основе ПХА, то они реагируют с молекулами HCl, образующимися в камере сгорания, в соответствии с реакцией:

NH4ClO4 + Mg > MgO + MgCl2 + HCl > MgO + H2O > Mg(OH)2 > >Mg(OH)2 + 2HCl > MgCl2,

в результате которой образуется хлорид магния. Таким образом, число молекул HCl уменьшается, если частицы магния включаются в состав пиролантов на основе ПХА. Этот класс топлив называется "нейтрализованными топливами". На рисунке 2 показаны продукты сгорания нейтрализованных твердых топлив как функции о(Mg). Топливо на основе ПХА без магния о(0,0) состоит из о(ПХА) = 0,85 и о(НТРВ) = 0,15.



Рисунок 2. Мольные доли продуктов сгорания нейтрализованных топлив на основе ПХА как функции о(Mg)

Газообразный HCl, находящийся в продуктах сгорания топлива на основе ПХА, превращается в хлорид магния, который стабилен и безвреден для окружающей среды. Удельные импульсы топлив с поглотителем и нейтрализованных топлив приведены как функции о(NaNO3) или о(Mg) на рисунке 3.

Рисунок 3. Удельные импульсы топлив с поглотителем и нейтрализованных смесевых топлив на основе ПХА как функции о(NaNO3) или о(Mg)

Так как частицы магния действуют как компонент горючего аналогично частицам Al, то удельный импульс нейтрализованных топлив увеличивается с увеличением о(Mg). Хотя NaNO3 действует как компонент окислителя, удельный импульс не может увеличиваться при замене ПХА на NaNO3. Таким образом, удельный импульс топлив с поглотителем уменьшается с увеличением о(NaNO3) [1].

Нано порошок Zn понижает температуру разложения ПХА приблизительно на 80 °С, при этом увеличивается тепловыделение. Чистый ПХА выделяет лишь 0,44 кДж/г энергии, а в присутствии микро и нано порошков Zn этот показатель изменяется от 1,25 кДж/г до 1,49 кДж/г соответственно. Каталитическое воздействие Zn оказывает благодаря своим металлическим свойствам: может реагировать с большинством газообразных продуктов на первой стадии разложения ПХА. Реакции протекают следующим образом:

Zn + 2HClO4 > ZnClO4 +H2 ^

Zn + Cl2 > ZnCl2

2Zn +2H2O > 2Zn(OH)2 + H2 ^

Zn + 4NH3 + H2O > [Zn(NH3)2]2-+ H2 ^ +2OH

Оксид железа так же ускоряет разложение ПХА. Для этого ПХА обрабатывают ультразвуком и наносят на поверхность Fe2O3. При такой обработке изменяется кристаллическая структура и уменьшается плотность ПХА, в образце появляются поры, что позволяет пламени распространяться быстрее, повышая реакционную способность Fe2 O3 и ПХА [2].

Продукты сгорания СТРТ на основе ПХА имеют в своем составе большую массовую долю хлористого водорода, который способствует окислению и эрозии внутренней поверхности канала ствола орудия. СТРТ на основе ПХА являются высокогетерогенными по своей физической структуре, то структура волны горения также гетерогенная (неоднородная), что обусловлено диффузионным процессом между газообразным окислителем, образовавшимся за счет частиц ПХА, и горючими газами, образовавшимися за счет связующего над поверхностью горения [1] .

В настоящее время выполнено много работ по изучению термического разложения и процессов горения ПХА. На рисунке 3 показано термическое разложение ПХА, полученное с помощью дифференциального термического анализа (ДТА) и термогравиметрии (ТГ) при скорости нагрева 0,33 К/с. При 520 К наблюдается эндотермический пик, который связан с фазовым переходом орторомбической структуры кристалла в кубическую, при этом теплота реакции составляет -85 кДж/кг без потери массы. Экзотермическая реакция имеет место между 607 и 720 К, сопровождается потерей массы Экзотермическая реакция имеет место между 607 и 720 К, сопровождается потерей массы и протекает по следующей схеме :

NH4ClO4 >NH3 + HClO4

HClO4>HCl + 2O2

При этом выделяется избыточный кислород, являющийся окислителем. Экзотермический пик смещается в направлении более высоких температур при повышении скорости нагрева.

На рисунке 3 представлена зависимость обратной температуры от скорости нагрева; изображенная прямая линия определяет энергию активации для экзотермической реакции газификации. Энергия активации составляет 134 кДж/моль. Однако реакция разложения включает процессы сублимации и плавления, которые не могут быть идентифицированы с помощью данных ДТА и ТГ. Диссоциативная сублимация происходит тогда, когда скорость нагрева достаточно медленная по сравнению со скоростью нагрева при нормальном горении. Этот процесс сублимации является эндотермическим в пределах 2,1 MДж/кг и является реакцией нулевого порядка относительно давления. Плавление ПХА происходит в более высокотемпературной зоне, причем при высокой скорости нагрева, превышающей 725 К.



Рисунок 3. Процесс термического разложения ПХА, измеренный методом термогравиметрии (ТГ) и с помощью термического дифференциального анализа

В смесевые твердые ракетные топлива включают различные виды материалов, такие как пластификаторы, модификаторы скорости горения, компоненты для подавления нестабильности, вводятся в смесь ПХА и связующего. В таблице 3 приведены некоторые материалы, используемые в рецептурах перхлоратных топлив.

Таблица 3. Химические материалы для рецептур смесевых твердых ракетных топлив

Окислитель		ПХА
Связующее (горючее)		Гидроксилсодержащий полибутадиен (HTPB) Карбоксилсодержащий полибутадиен (CTPB) Полибутадиенакрилонитрил (PBAN) Гидроксилсодержащий простой полиэфир (HTPE) Гидроксилсодержащий сложный полиэфир (HTPS) Гидроксилсодержащий полиацетилен (HTPA) Полиуретан (PU) Полисульфидный каучук (PS) Поливинилхлорид (PVC)
Связующее (энергетическое горючее)	Глицидилазидный полимер (GAP) Бис-азидометилоксетан (BAMO) 3-азидометил-3 метилоксетан (AMMO)
Отверждающие и поперечно смешивающие агенты	Изофорондиизоцианат (IPDI) Толуилендиизоцианат (TDI) Парахинондиоксим (PQD) Гексаметилендиизоцианат (HMDI) Трис (1-(2-метил) азиридинил) фосфин оксид (MAPO)
Связующий (адизионный) агент	Трис (1-(2-метил) азиридинил) фосфин оксид (MAPO) Триэтаноламин (TEA) Аддукт 2-х молей MAPO, 0,7 моля адипиновой кислоты и 0,3 моля винной кислоты (MT-4)
Пластификаторы	Диоктиладипинат (DOA) Изодецилпеларгонат (IDP) Диоктилфталат (DOP)
Катализаторы скорости горения	Окись железа Fe2O3, FeO(OH) Н- бутилферроцен (n-BF)
Отрицательный катализатор скорости горения		Фторид лития LiF
Отрицательный модификатор скорости горения		Оксамид (OXM)
Металлическое горючее		Алюминий
Высокоэнергетические добавки		Гексоген (RDX), октоген (HMX) Нитрогуанидин (NQ) Гексанитрогексаазатетрациклододекан (CL-20) Аммония динитрамид(ADN)
Компоненты для подавления нестабильности при горении		Алюминий, цирконий, Карбид циркония (ZrC)
Компоненты для подавления HCl		Магний (Mg), магний алюминиевый сплав (MgAl), нитрат натрия (NaNO3)

Рассмотрим топлива на основе ПХА и НТРВ. На рисунках 4 и 5 показано, что адиабатическая температура пламени (Tf) и удельный импульс при 10 МПа для смесевых топлив на основе ПХА достигают самых высоких значений при массовой доле ПХА о (ПХА) = 0,90. Максимальный импульс Isp составляет 259 с, максимальная Tf - 3020 К. Чтобы получить повышенный импульс Isp, в состав в качестве горючего вводится порошкообразный алюминий. Хотя добавление алюминия приводит к увеличению Mg, однако значительное увеличение Tf обеспечивает более высокое значение Isp. Влияние массовой доли частиц алюминия о (Al) на Isp и Tf также показано на рисунке 4 и 5.

Рисунок 4. Адиабатическая температура пламени алюминизированных смесевых твердых ракетных топлив на основе ПХА-НТРВ

Рисунок 5. Удельный импульс алюминизированных смесевых твердых ракетных топлив на основе ПХА и НТРВ

Хотя Tf увеличивается с увеличением о (Al), однако увеличение Isp достигает максимума при о (Al) 0,20: Isp =270 с и Tf =3890 К. Когда горит смесевое твердое ракетное топливо на основе ПХА, выделяется высокая мольная доля окислов алюминия в качестве продуктов сгорания и образуется видимый дым. Если образование дыма нежелательно в военных целях и фейерверочных показах, то алюминий не вводится в состав топлив. Кроме того, образуется большое количество белого дыма, даже если горит неалюминизированное топливо на основе ПХА.

Обширные экспериментальные и теоретические исследования были выполнены по разложению и горению СТРТ на основе ПХА, чтобы обеспечить широкий спектр скоростей горения. Механизм горения СТРТ на основе ПХА и НТРВ контролируется диффузией продуктов разложения частиц ПХА, являющихся газообразными, и окруженных НТРВ на поверхности горения. Частицы ПХА разлагаются, выделяя хлорную кислоту НСlО4, и горючее связующее распадается, выделяя углеводородные фрагменты и водород . Эти газообразные продукты разложения реагируют и выделяют тепло на поверхности горения и над ней.

Рисунок 6. Изображение процесса горения частиц ПХА и горючего связующего

На рисунке 6 показаны процесс горения частиц ПХА и разложение горючего связующего (НТРВ). Эндотермическая реакция, включающая пиролиз связующего с образованием газообразных продуктов (горючего), и диссоциирующая сублимация или разложение ПХА с образованием аммиака и хлорной кислоты, происходит на поверхности горения. Молекулы аммиака и хлорной кислоты реагируют экзотермически, образуя пламена предварительно подготовленной смеси несколько выше каждой частицы ПХА. Поскольку продукты реакции содержат избыточные фрагменты окислителя, то они вступают в реакцию с горючими газами, образовавшимися в результате разложения полимерного связующего, генерируя диффузионные пламена. Следовательно, процесс горения СТРТ на основе ПХА представляет собой двухступенчатую реакцию.

Температура в конденсированной фазе увеличивается с начальной температуры топлива до температуры поверхности горения за счет подводимого обратного теплового потока от поверхности горения. Затем температура увеличивается в газовой фазе из-за экзотермической реакции над горящей поверхностью и достигает окончательной температуры горения. Так как физическая структура СТРТ на основе ПХА является исключительно гетерогенной, то температура может колебаться время от времени и от места к месту. Температурный профиль на рисунке 5 показывает усредненный во времени профиль. Имеется четко выраженный контраст со структурой волны горения двухосновных топлив. Таким образом, скорость горения СТРТ на основе ПХА зависит в большей степени от размера частиц ПХА массовой доли ПХА и типа использованного связующего.



Рисунок 7. Структура волны горения СТРТ на основе ПХА

На рисунке 8 показано влияние размера частиц ПХА на скорость горения . Топлива состоят из 80 % ПХА о (ПХА = 0,80) и 20 % НТРВ по массе о (НТРВ = 0,20). Использовался двухфракционный ПХА с частицами достаточно больших размеров в соотношении 350 мкм/200 мкм = 4/3 и с частицами небольших размеров в соотношении 15 мкм/3 мкм = 4/3.

Рисунок 8. Влияние размера частиц ПХА (бимодальных) на скорость горения

Скорость горения топлива с более мелким ПХА более чем в двое больше, чем у топлива с более крупным ПХА. Показатель степени в законе скорости горения составляет 0,47 для ПХА с большим размером частиц и 0,59 - для мелких частиц ПХА.

Рисунок 9. Влияние размера частиц ПХА (мономодальных) на скорость горения

На рисунке 9 показано влияние размера частиц ПХА на скорость горения СТРТ с однофракционным ПХА. Скорость горения увеличивается по мере уменьшения размера частиц ПХА. Однако влияние размера частиц на скорость горения уменьшается по мере увеличения давления. Хотя топлива, показанные на рисунке 9, являются топливами с высоким содержанием горючего с о(ПХА) = 0,65, влияние размера частиц ПХА на скорость горения очевидно[1].

Из всего выше сказанного можно сделать вывод, что ПХА является универсальным окислителем обладающий благоприятными баллистическими свойствами, кислородным балансом. Недостатком применения ПХА в качестве окислителя является высокая адиабатическая температура горения, а также присутствие в соединениях хлора, который образует при разложении соляную кислоту.

Соляная кислота очень опасна для здоровья человека. При попадании на кожу вызывает сильные ожоги. Особенно опасно попадание в глаза. Очень опасны туман и пары хлороводорода, образующиеся при взаимодействии с воздухом концентрированной кислоты. Они раздражают слизистые оболочки и дыхательные пути. HCl вызывает катары дыхательных путей, разрушение зубов, помутнение роговицы глаз, изъязвление слизистой оболочки носа, желудочно-кишечные расстройства. Острое отравление сопровождается охриплостью голоса, удушьем, насморком, кашлем. При попадании соляной кислоты в окружающую среду происходит отравление всего живого, а также появлению кислотных осадков, которые могут привести к изменению химических свойств почвы и воды. Она может просочиться в грунтовые воды, в результате чего может произойти загрязнение внутренних вод. Там, где вода в реках и озерах стала довольно кислой, исчезает рыба. При нарушении трофических цепей сокращается число видов водных животных, водорослей и бактерий. В городах кислотные осадки ускоряют процессы разрушения сооружений из мрамора и бетона, памятников и скульптур. При попадании на металлы соляная кислота вызывает их коррозию, а, реагируя с такими веществами, как хлорная известь, диоксид марганца, или перманганат калия, образует токсичный газообразный хлор.

В связи с этим в последние десятилетия ведутся усиленные работы по частичной замене ПХА на гуанилмочевинную и гуанидиниевую солей динитрамида (ГМС и ГС). Эти две соли негигроскопичны, не растворяются в воде, имеют более благоприятный элементный состав (большое содержание азота и водорода при низком содержании углерода - два и один атом углерода на молекулу у ГМС и ГС соответственно) и объем газообразных продуктов, чем, например, октоген (НМХ) и другие широко применяемые циклические нитрамины, при аналогичном коэффициенте обеспеченности кислородом, но меньших значениях плотности. Низкая чувствительность этих солей к комплексу внешних воздействий, хорошая химическая совместимость с различными компонентами смесевых композиций, достаточно высокая термическая стойкость позволяют рассматривать их в качестве перспективной замены циклическим нитраминам (НМХ, RDX и др.) при разработке смесевых композиций различного назначения, обладающих пониженной чувствительностью и благоприятными параметрами продуктов горения (температура, состав газов) [3].

2. Объекты и методы исследования

В дипломной работе рассматриваются две базовые рецептуры смесевых композиций (СК), включающие 70 масс. % ПХА, с размером частиц в интервале 160-315 мкм, 15 масс. % алюминия марки АСД-6 и 15 масс. % разных инертных ГСВ. Первая базовая СК включает в качестве ГСВ СКДМ-80 (ГСВ №1), содержащее 20 масс. % полимера СКД, пластифицированного трансформаторным маслом, вторая - ГСВ PU/ТАЦ (ГСВ №2) на основе полиуретанового каучука (PU) марки СУРЭЛ (25 масс. %), пластифицированного триацетином (ТАЦ, 75 масс. %). Некоторые физико-химические характеристики ГСВ приведены в таблице 4.

Таблица 4.Физико-химические свойства ГСВ

ГСВ	Брутто-формула	, кг/м3	Н, ккал/кг	ок
СКДМ-80	С72Н129	900	-260	0
PU/ТАЦ	Н65,04С42,96N0,58О25,65	1168	-1340	0,22

Связующее СКДМ-80 не содержит в составе кислорода. Связующее PU/ТАЦ по значению коэффициента обеспеченности кислородом 0,22 приближается к некоторым активным ГСВ на основе нитроэфиров и нитраминов, но не способно к самоподдерживающемуся горению. Это потенциально позволяет минимизировать в смесевых композициях содержание окислителя, что важно, например, для композиций на основе ПХА или нитрата аммония [4].

В рассматриваемые базовые рецептуры за счет ПХА вводилось различное количество порошков исследуемых солей ГМС (С2Н7О5N7), ГС (CH6O4N6) или нитраминов, таких как НМХ (C4H8O8N8) или HNIW (C6H6O12N12). В таблице 4 приведены литературные данные по некоторым физико-химическим свойствам используемых добавок: плотности (), стандартной энтальпии образования (Н), чувствительности к удару по частости инициирования (f) в стандартном приборе при массе груза 10 кг (русская проба), чувствительности к трению в приборе К-44-III по нижнему пределу давления инициирования (Ро), скорости горения (u) при давлении 10 МПа, показателю н в степени давления в степенной зависимости скорости горения от давления при его изменении в интервале 2-15 МПа, кислородному балансу ().

Таблица 5. Физико-химические свойства добавок

Компонент	, кг/м3	Н, ккал/кг	f, %	Р0, МПа	u (10 МПа), мм/с		, %
НМХ	1910	69	80	120-210	18	0,92	-21,6
ГМС	1755	-404	0	430	7,9	0,72	-19
ГС	1670	-248	0.	340	23	0,77	-9,6
HNIW	2004	210	100	90-150	20-23	0,9	-11

Приведенные в таблице 4 данные показывают существенно более низкую плотность ГС и ГМС в сравнении с НМХ и HNIW, большие по абсолютной величине отрицательные значения энтальпии образования. Значения кислородного баланса для НМХ и ГМС, а также ГС и HNIW близки. ГМС является относительно медленно горящей, в то время как ГС имеет параметры горения близкие HNIW. Чувствительность к механическим воздействиям ГМС и ГС существенно меньше, чем рассматриваемых нитраминов, что и является одним из оснований для использования этих соединений в композициях и конструкциях пониженной чувствительности к поражающим факторам. Зависимость скорости горения солей как монотоплив от давления (значение показателя ) несколько менее сильная, чем для нитраминов.

Порошки ГМС и ГС характеризуются широким распределением частиц по размерам в интервале от нескольких микрометров до 150-500 мкм и форме кристаллов - от частиц неправильной формы (для ГМС, рисунок 9 (а, б)) до практически правильных прямоугольных параллелепипедов (для ГС, рисунок 14 (в, г)). В экспериментах использовались порошки с размером частиц не более 150 мкм. Контрольными опытами показано, что дисперсность порошков ГМС и ГС незначительно влияет на скорость горения смесей при прочих равных условиях, что соответствует имеющимся литературным данным. Порошки НМХ и HNIW имели размер частиц в интервале от 50 мкм до 150 мкм.

Рисунок 9. Фотографии порошков ГМС (а, б) и ГС (в, г). Длина основания фотографии 0,5 мм.

Базовая композиция на основе СКДМ-80 и ее модификации, содержащие в составе до 15-20 масс. % НМХ, близки по компоновке и свойствам хорошо изученным и широко применяемым составам-аналогам типа НТРВ (НТРВ/ПХА/Al или НТРВ/ПХА/НМХ/Al). Связующее PU/ТАЦ является модельным и применяется в составах-имитаторах.

Таблица 6. Состав смесей

№	Тип ГСВ (1-СКДМ-80; 2- PU/ТАЦ)	Содержание компонентов, масс. %
		ПХА	НМХ	HNIW	ГМС	ГС	АСД-6
1	1	70	0	0	0	0	15
2	1	55	15	0	0	0	15
3	1	50	20	0	0	0	15
4	1	30	40	0	0	0	15
5	1	20	50	0	0	0	15
6	1	0	80	0	0	0	0
7	2	0	80	0	0	0	0
8	1	50	0	20	0	0	15
9	1	30	0	40	0	0	15
10	1	55	0	0	15	0	15
11	1	50	0	0	20	0	15
12	1	30	0	0	40	0	15
13	1	20	0	0	50	0	15
14	1	55	0	0	0	15	15
15	1	40	0	0	0	30	15
16	1	20	0	0	0	50	15
17	2	70	0	0	0	0	15
18	2	55	15	0	0	0	15
19	2	50	20	0	0	0	15
20	2	20	50	0	0	0	15
21	2	55	0	0	15	0	15
22	2	20	0	0	50	0	15
23	2	55	0	0	0	15	15
24	2	20	0	0	0	50	15
25	2	50	0	0	0	20	15

Для определения скорости горения разработаны различные методы анализа, наиболее распространены метод перегорающих проволочек, метод термопарных реперов. Для осуществления первого медода внутрь образца топлива параллельно друг другу монтируются две медные проволочки (в случае смесевого ТРТ их располагают под бронировкой) на расстоянии h друг от друга (рисунок 10, а) диаметром 0,05 мм. Проволочки подключаются к электрической схеме, состоящей из источника питания (батарейки 1,5 - 3В), двух сопротивлений и двух гальванометров, шлейфного осциллографа К - 115. При этом ток от источника питания не проходит через гальванометры, поскольку проволочки закорачивают выводы гальванометра накоротко и все напряжение источника питания падает на сопротивлениях. При горении образца, когда проволочка попадает в зону высокой температуры, она расплавляется и ток идет через гальванометр, что приводит к отклонению показателя на осциллографе (рисунок 10,б).

а)

б)

Рисунок 9: а) Пример расположение реперов в образце СК и схема их подключения; б) показатели осциллографа при перегорании реперов

Период между двумя вертикальными линиями на осциллограмме соответствует времени движения фронта горения между проволочками. В осциллограф встроен отметчик времени, дающий калибровочные вертикальные линии через определенные значения , что позволяет определить искомое время Т.

u = h / Т,

где h - расстояние между проволочками;

Т - время перегорания двух проволочек.

Достоинства метода:

- простота технической реализации;

- простота измерительного оборудования;

- возможность измерения переменной скорости.

Недостатки метода:

- горение топлива происходит не в атмосфере продуктов сгорания топлива, а в среде инертного холодного газа. Это может сказаться на скорости горения пограничных слоев топлива из-за их охлаждения внешней средой;

- заделка реперов в образец может оказать влияние на процесс горения топлива в зоне заделки;

- трудность обеспечения параллельности заделки реперов относительно друг друга дает ошибку в определении величины базы между реперами. По этой же причине невозможно с высокой точностью определить время между перегоранием соседних реперов;

- отмеченные факторы существенно снижают точность определения скорости;

- измерение скорости в эксперименте возможно только при одном давлении. Для получения закона скорости требуется проведение серии экспериментов

Метод термопарных реперов является модернизацией метода перегорающих проволочек и отличается тем, что вместо перегорающих проволочек используются термопары. Термопары изготавливаются из проводов медь - константант диаметром 0,05мм. Эти сплавы выбраны из соображения дешевизны и достаточно высокой термоЭДС, достигающей 40 - 60 мВ при 1000С. Термопары вклеиваются в топливо, как показано на рисунке 11 (а), если в исследовании принимает участие баллиститное топливо. В случае же со смесевым ТРТ реперы вкладываются под бронировку. Свободные концы термопар подключаются непосредственно к гальванометрам. Когда зона горения подходит к спаю первой термопары, температура спая, находящегося в топливе начинает возрастать. Возникающая термоЭДС создает в цепи гальванометра ток, в результате которого показатель на осциллограмме начинает перемещаться пропорционально температуре (рисунок 11, б). Чувствительность гальванометра выбирается таким образом, чтобы на осциллограмме была записана область температур не выше 300 - 500С, так как профиль температуры в топливе гораздо стабильнее, чем в газовой фазе. Время между двумя точками определяется на осциллограмме по положению кривой при одной и той же температуре. Дальнейший расчет такой же, как для случая перегорающих проволочек.

а)

б)

Рисунок 11: а) Пример расположение термопар в образце ТРТ, и схема их подключения; б) Показатели осциллографа при измерении скорости горения термопарами.

Достоинства метода:

- возможность одновременного определения, со скоростью горения, температуры образца;

- отсутствие погрешности, связанной со временем перегорания проволочек (отсутствие инерционности).

Недостатки метода:

- сложность стенда;

- высокая стоимость стенда [4].

Сущность исследований чувствительности к удару состоит в том, что на навеску ВВ, размещенную на наковальне, падает груз с некоторой высоты. Чем больше вес груза и высота падения, при которых не возникает взрыва, тем меньше чувствительность ВВ. Испытания проводят на копрах различных конструкций. Вес груза согласно ГОСТ 4545-48 может составлять 2,5 кг и 10 кг. Для обеспечения постоянства толщины слоя ВВ, площади, на которую распространяется энергия удара, параллельности поверхностей ударника и наковальни навеску ВВ помещают в специальный штемпельный приборчик.

Штемпельный приборчик существует в двух основных вариантах № 1 и № 2 (рисунок 12). Приборчик № 2 моделирует не только возможность очагов разогрева, но и передачи его в условиях течения окружающему веществу. Стандартный приборчик с фасками роликов занимает как бы промежуточное положение между приборчиками № 1 и № 2. О том, произошел взрыв от удара или нет, судят по звуковому эффекту, появлению пламени или дыма, обугливанию навески ВВ.

1 муфта; 2 поддон; 3 стальные ролики; 4 навеска ВВ

Рисунок 12. Штемпельные приборчики

К недостаткам этого метода следует отнести невозможность получения точных данных от условий проведения опыта: механических свойств копра и штемпельного приборчика. Кроме того, испытания на копре характеризуют лишь вероятность возникновения при ударе локальных очагов разложения и его распространения на весь объем вещества.

В.С. Козлов разработал копер К-44-I и метод определения чувствительности к удару первичных взрывчатых веществ. Копер К-44-I аналогичен по своему строению копру К-44-II, который предназначен для определения чувствительности к удару вторичных бризантных взрывчатых веществ (рисунок 12).

Рисунок 13. Копер К-44-II (Каста-Козлова)

Чувствительность бризантных ВВ к удару, изучается на вертикальном копре К-44-II, который представляет собой установку для сбрасывания на ВВ, находящегося в роликовом приборчике, груза с заданной высоты.

Копер типа К-44-II (рисунок 13) имеет три направляющие стойки, на которых фиксирующими винтами на заданной высоте по шкале прибора устанавливается подвижной грузодержатель - траверза. Спусковой механизм позволяет плавно освобождать подвешенный к траверзе груз.

Каждое отдельное испытание заключается в том, что навеска ВВ (0,03…0,05 г), помещенная в роликовый приборчик, устанавливаемый строго в центре наковальни копра, подвергается воздействию сбрасываемого с заданной высоты груза. При этом фиксируется произведенный ударом эффект-взрыв (вспышка) или отказ. Поскольку результат испытания каждой отдельной навески определяется совокупностью ряда случайных факторов, определение чувствительности ВВ с помощью копровой пробы проводится в виде серийных испытаний.

На копре К-44-II обычно проводят стандартное (ГОСТ 4545-48) определение чувствительности, которое заключается в нахождении процента взрывов из 25 или 50 параллельных испытаний при сбрасывании груза 10 кг с высоты 25 см.

Кроме того, чувствительность ВВ к удару иногда характеризуют с помощью копровых испытаний при сбрасывании груза с различных высот и проводя на каждой высоте заданное число параллельных проб для каждого ВВ; при этом существует характерный диапазон высот сбрасывания груза, где наблюдаются как взрыв, так и отказы на одних и тех же высотах. Но по мере увеличения высоты сбрасывания груза, процент взрывов в испытуемых навесках возрастает, достигая при некоторой высоте 100 % от заданного числа параллельных проб. Естественно, что для каждого ВВ ниже некоторого значения находятся высоты, при которых все параллельные пробы дают отказ.

Таким образом, для любого ВВ можно установить так называемые пределы чувствительности к удару: нижний предел (Нн) - максимальную высоту, при которой все параллельные пробы дают отказ, и верхний предел (Нв) - минимальную высоту, при которой все заданные параллельные пробы взрываются.

Иногда представляет интерес еще и критическая высота та высота, при которой при сбрасывании груза взрывается 50 % от заданного числа параллельных проб. Для более полной характеристики чувствительности бризантного ВВ к удару строят так называемую кривую чувствительности, то есть находят зависимость процента взрывов из заданного числа параллельных проб от высоты падения груза.

При испытании большого числа проб с каждой высоты и при высоком качестве эксперимента кривая чувствительности достаточно близко совпадает с кривой нормального распределения Гаусса в ее интегральной форме.

Для оценки чувствительности ВВ к трению наиболее широко применяется методы ударного и безударного трения. Метод ударного трения состоит в том, что навеска ВВ зажимается между стальными поверхностями, одна из которых ударом сдвигается относительно другой. При этом определяется зависимость процентов взрыва от удельного давления поджатия пробы. Существенным недостатком метода является затруднительность различения взрыва и отказа для ряда ВВ и топлив.

Исследования проводятся на маятниковом копре К-44-III, который представляет собой установку, позволяющую подвергать ВВ воздействию трением (рисунок 14). Копер К-44-III состоит из гидравлического пресса с манометром, корпуса прибора и рычага с грузом, устанавливаемым под определенным углом и сбрасываемым на ударник.

Рисунок 14. Копер К-44-III (Боудена-Козлова)

Снаряженный испытуемым ВВ роликовый приборчик помещают в гнездо корпуса прибора, в верхней части которого имеется упор. При нагнетании масла под плунжер масляного пресса усилие от плунжера передается на пуансон, который обеспечивает подпрессовку навески ВВ в роликовом приборчике до заданного давления.

Под действием падающего груза ударник сдвигает верхний ролик относительно нижнего на 1,5…2,0 мм, в результате чего навеска ВВ, находящаяся в межроликовом пространстве под определенным давлением, подвергается кратковременному воздействию трением.

Каждое отдельное испытание заключается в том, что навеска ВВ (0,03…0,05 г), помещенная в роликовый приборчик, подвергается сдвиговому импульсу под действием сбрасываемого груза. При этом фиксируется произведенный эффект вспышка или отказ.

Поскольку результат испытания каждой отдельной навески определяется совокупностью ряда случайных факторов, определение чувствительности ВВ к трению проводится в виде серийных испытаний. Полнота и качество получаемой информации при этом будет, очевидно, тем полнее, чем большее число отдельных опытов будет содержать испытательные серии.

Определение чувствительности на приборе К-44-III обычно сводится к изучению зависимости процента вспышек от величины давления, под которым находится испытуемая навеска при постоянном угле падения груза, равном 90°С.

Количественная оценка чувствительности производится с помощью построения кривой чувствительности в координатах: процент взрывов - давления поджатия (кг/см2) - по пяти-шести парам значений (процент вспышки от давления). При каждом заданном значении удельного давления необходимо произвести от 10 до 25 (или более) параллельных испытаний. Выбор значения давлений должен производиться так, чтобы экспериментальная серия включала точку с процентом вспышек, близким к 50, и точки в диапазоне от 10 - 20 % до 80 - 90 % вспышек.

По построенной кривой зависимости процента вспышки от давления находят критическое давление, которому отвечает 50 % вспышек от заданного числа параллельных проб. Значение критического давления Ркр часто используется в качестве параметра для сравнительной оценки чувствительности ВВ.

Результаты по чувствительности к механическим воздействиям получены на партиях компонентов, использованных в настоящей работе.

Для исследования термоаналитических параметров смесевых композиций на основе СКДМ-80 используются различные методы анализа: дифференциально-термический анализ (ДТА), термогравиметрический анализ (ТГ), дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК).

ДТА позволяет выявить фазовые превращения и химические реакции, протекающие в веществе при нагревании и охлаждении по термическим эффектам, сопровождающим эти изменения, что обусловливает широкое распространение данного метода. Также этот метод имеет большое значение для описания сложных физико-химических процессов, протекающих при высоких температурах, так как применение других методов анализа затруднено или не всегда возможно.

Метод ДТА основан на сравнении термических свойств образца исследуемого вещества и эталона, инертного в заданном диапазоне температур. Регистрируемым параметром является разность температур образца и эталона, измеряемая при нагревании или охлаждении с постоянной скоростью. При проведении ДТА тепловой эффект регистрируется по оси ординат, температура - по оси абсцисс. Тепловой эффект окисления (разложения) исследуемого вещества определяется как разность температур образца исследуемого вещества и инертного эталона (?Т = Тобразца - Тэталона).

Наряду с ДТА широко развит метод исследования вещества и процессов, протекающих с изменением массы вещества при нагревании. Данный метод носит название термогравиметрического анализа. В настоящее время наибольшее распространение получила динамическая термогравиметрия - метод, при котором изменение температуры среды, окружающей нагреваемый образец, происходит с постоянной скоростью.

Для получения термогравиметрических (ТГ) кривых определяется потеря массы вещества или смеси в процессе нагревания до высоких температур. Кривая зависимости потери массы от температуры строится в координатах абсцисса - температура, ордината - потеря массы в граммах или процентах. Такая кривая называется простой или интегральной.

На ТГ кривых зачастую не удается разделить стадии, непосредственно следующие друг за другом. Для расшифровки кривой ТГ используется дифференциальная кривая потери массы. Математически дифференциальная кривая потери массы является графическим выражением производной по температуре от функции изменения массы исследуемого вещества.

При помощи ДТА легко установить изменение энтальпии, связанное с химическими реакциями, происходящими в испытуемом материале под влиянием тепла, изменение состояния и превращение фаз в данной пробе. На основании кривой ТГ можно производить стехиометрические расчеты или вычисление процентного содержания веществ. Целесообразно одновременное применение этих методов.

Дифференциальная сканирующая калориметрия - метод, основанный на измерении разницы тепловых потоков, идущих от испытуемого образца и образца сравнения. Получаемая информация позволяет определять характер протекающих процессов и характеризовать свойства испытуемого материала. Дифференциальная сканирующая калориметрия - универсальный, надежный и наиболее востребованный метод термического анализа.

С помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) можно определить множество разнообразных величин, характеризующих свойства веществ и материалов и представляющих интерес, как для теории, так и для практики. ДСК позволяет, например, измерить характеристические температуры и выделяемое или поглощаемое тепло физических процессов или химических реакций, происходящих в образцах твердых тел и жидкостей при их контролируемом нагреве или охлаждении.

Рисунок 15. Схема измерительной системы ДСК

Все ДСК (рисунок 15) имеют две измерительные ячейки: одна предназначена для исследуемого образца (S), в другую - ячейку сравнения (R), помещают либо пустой тигель, либо тигель с образцом сравнения - эталоном (инертным в заданном диапазоне условий веществом, по теплофизическим свойствам близким к образцу). Ячейки конструируют максимально симметрично (одинаковые тигли, одинаковые сенсоры, одинаковое расстояние от нагревателя (F) до сенсора и т.д.). Экспериментально измеряется временная зависимость разницы температур между ячейкой с образцом и ячейкой сравнения [5].

Смеси композиций формовались в текстолитовые цилиндрические с одним глухим торцем пресс-формы диаметром 10-14 мм, высотой 10-30 мм. Скорость горения определялась в приборах постоянного или слабо возрастающего давления. Погрешность определения скорости горения не превышает 3-5 % при доверительной вероятности 0,95. Образцы воспламенялись навеской пороха ДРП-1 массой 0,3 грамма. Параметры степенного закона скорости горения (u(p)=bpн) определялись обработкой экспериментальных данных методом наименьших квадратов с использованием встроенных статистических процедур приложения Excel и имеют значения коэффициента детерминации выше 0,97. Характеристики процессов термического разложения компонентов и смесей (ДСК, ДТА, ТГА) определялись с использованием термоанализаторов Mettler Toledo TGA/SDTA 851E и DSC 822E в открытых ячейках, в среде азота, масса навески до 1-2 мг, скорость нагрева 10 град/мин [3] .

3. Экспериментальные результаты и их обсуждение

На рисунке 16 (а, б) приведены данные ДСК и ТГА рассматриваемых ГСВ.

Рисунок 16 - Кривые ДСК (а) и ТГА (б) горючих-связующих

Горючее-связующее СКДМ-80 разлагается с экзотермическими эффектами с интенсивной потерей массы образцом в интервале температуры 150-230 оС, вторая стадия разложения связующего (разложение полимера СКД) протекает при температуре выше 300 оС также с выделением тепла [9]. Связующее PU/ТАЦ характеризуется интенсивной потерей массы в интервале температуры 120-170 оС, сопровождающейся достаточно мощным эндоэффектом, что связано и интенсивным испарением пластификатора ТАЦ. Разложение-испарение связующего с полной потерей массы образца (разложение полиуретанового каучука) практически завершается при температуре 400 оС. На рисунке 17 (а, б) приведены результаты ДСК и ТГА ГМС и ГС.



Рисунок 17. Результаты ДСК (а) и ТГА (б) ГС и ГМС

Термическое разложение ГС в процессе нагрева образца сопровождается полиморфным переходом в кристаллической решетке при температуре ~111 оС, плавлением при температуре ~148 оС и интенсивным разложением при температуре выше плавления с экзоэффектом (температура максимума пика разложения соответствует аналогичному значению для аммониевой соли динитрамида [10]). Разложение многостадийное и не завершается вплоть до температуры 500 оС. ГМС является более термически стойкой и практически не разлагается в рассматриваемых условиях вплоть до температуры 200 оС. Температурный интервал разложения ГМС очень узкий с температурой максимума экзотермического пика разложения 219 оС. Разложение также является многостадийным и не завершается вплоть до температуры 500 оС. Оба соединения на двух стадиях разложения, реализующихся до температуры 300 оС теряют до 75 % массы образцов. Полученные результаты хорошо соответствуют имеющимся литературным данным. Результаты термоаналитических исследований таких компонентов как НМХ, HNIW широко представлены в отечественной и зарубежной литературе [7-11]. Разложение этих компонентов с практически полной потерей массы образцами протекает в узкой температурной области с максимумом экзотермических пиков разложения при температуре 278-280 оС для НМХ и 230-240 оС для HNIW соответственно. Ниже представлены результаты исследований влияния компоновки на параметры горения СК. На рисунке 18 (а, б) приведены экспериментальные результаты для базовых композиций и их модификаций путем использования в рецептуре НМХ.

Рисунок 18. Влияние содержания НМХ на зависимость скорости горения образцов от давления для СК на основе СКДМ-80 (а) и PU/ТАЦ (б)

При прочих равных условиях базовая смесь с ГСВ СКДМ-80 имеет несколько более высокую скорость горения, чем базовая смесь на основе связующего PU/ТАЦ за счет более высоких значений параметров b и н. Введение в рассматриваемые базовые смеси НМХ приводит к несколько большим значениям b и н для смесей на основе ГСВ PU/ТАЦ в сравнении с композициями на основе СКДМ-80. Эта тенденция подтверждается и данными по скорости горения двухкомпонентных смесей на основе рассматриваемых ГСВ и НМХ с содержанием последнего до 80 масс. % (рисунок 19). Значения показателя н при изменении содержания НМХ от 0 масс. % до 50 масс. % в смесях на основе обоих связующих проходят через точку минимума Увеличение содержания в смесях НМХ от 0 масс. % до 50 масс. % сопровождается уменьшением более чем в два раза значения b для двух типов рассматриваемых СК.