محمدعلی ذرعی
-
در این پژوهش، 4،2-دی نیتروآنیسول از طریق نیتراسیون کلروبنزن به وسیله ی سولفوریک اسید و نیتریک اسید سنتز شد و سپس متیلاسیون 4،2-دی نیترو کلروبنزن به وسیله ی سدیم هیدروکسید و متانول انجام شد. پارامترهای موثر در واکنش از جمله دما، زمان، نسبت مولی واکنشگرها، کاتالیزور و... به وسیله ی نرم افزار Minitab 18 و به روش تاگوچی بهینه سازی شد. در مرحله نخست، 4،2-دی نیترو کلروبنزن از طریق نیتراسیون کلروبنزن و با کاهش زمان انجام واکنش و افزایش بازده سنتز شد و سپس DNAN از طریق متیلاسیون 4،2-دی نیترو کلروبنزن با کاهش زمان و دمای واکنش و در غیاب کاتالیزور و با افزایش بازده سنتز شد. همچنین سطوح انرژی HOMO و LUMO در DNAN با سطح پایه B3LYP/6-311G ++ (d,p) به ترتیب 2203/8- و eV 3386/4- محاسبه شد.
کلید واژگان: مواد منفجره, مهمات غیرحساس, DNAN, ریخته گری ذوبی, روش تاگوچیIn this research, 4,2-dinitroanisole was synthesized through nitration of chlorobenzene by sulfuric acid and nitric acid, and then methylation of 4,2-dinitrochlorobenzene was done by sodium hydroxide and methanol. The effective parameters in the reaction, including temperature, time, molar ratio of reactants, catalyst, etc., were optimized by Minitab 18 software and Taguchi method. In the first step, 4,2-dinitrochlorobenzene was synthesized through the nitration of chlorobenzene by reducing the reaction time and increasing the yield, and then DNAN was synthesized through the methylation of 4,2-dinitrochlorobenzene by reducing the reaction time and temperature in the absence of a catalyst and increasing the synthesis yield. Also, HOMO and LUMO energy levels in DNAN were calculated with B3LYP/6-311G ++ (d,p) basis level -8.2203 and -4.3386 eV, respectively.
Keywords: Explosives, Insensitive Munitions, DNAN, Melt Casting, Taguchi Method -
پوشش دهی سطحی، رایج ترین روش در کاهش حساسیت مواد پر انرژی است. کارایی این تکنیک به روش تهیه و عوامل پوشش دهنده بستگی دارد. این فرآیند با روش های مختلفی انجام می شود. به منظور کاهش حساسیت ذرات HMX به طور مرسوم از واکس ها استفاده می شود که منجر به کاهش محتوای انرژی HMX می گردد. در این تحقیق با استفاده از سه ترکیب پرانرژی NC، DINA و TNT و از روش حلال/ ضد حلال برای پوشش دهی HMX استفاده شده است. برای بررسی مورفولوژی پوشش از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. نتایج نشان داد نمونه هایی یکنواخت با پوشش مطلوب از عوامل پوشش دهنده تشکیل شده است. طیف مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR) برهمکنش سطحی بین HMX و عوامل پوشش را تایید کرد. بررسی رفتار حرارتی نمونه های پوشش داده شده با استفاده تکنیک آنالیز گرما سنجی روبشی تفاضلی و وزن سنجی حرارتی همزمان (TG-DSC) نشان داد که ضمن حفظ پایداری حرارتی HMX پوشش داده شده نسبت به ماده خالص، گرمای واکنش از J/g 29/1569 برای HMX خالص به J/g 88/1612، 01/1707 و 38/1690 به ترتیب معادل 8/2 %، 8/8 % و 7/7 % برای نمونه های پوشش داده شده با NC، DINA و TNT افزایش یافته است. علاوه بر این، در نمونه HMX/TNT، حساسیت به ضربه نمونه با وزنه 1 کیلوگرمی در مقایسه با HMX خالص کاهش یافته و برای نمونه های HMX/NC و HMX/ DINA تغییر قابل توجهی مشاهده نشد.
کلید واژگان: پوشش دهی, مواد پرانرژی, ایمنی, HMX, TNT, DINA, NCSurface coating is the most common method to reduce the sensitivity of energetic materials. The efficiency of this technique depends on the preparation method and the coating agents. This process is carried out through different methods. In order to reduce the sensitivity of HMX particles, waxes are conventionally used, which leads to decrease in HMX energy content. In this research, using three energetic compounds NC, DINA and TNT, the solvent/anti-solvent method was used for HMX coating. The scanning electron microscopy (SEM) was utilized to investigate the morphology. The results showed that uniform samples with optimal coverage are composed of coating agents. The Fourier-transform infrared (FT-IR) spectra confirmed the surface interaction between the HMX and coating agents. The thermal behavior of the coated samples was investigated by simultaneous thermogravimetric and differential scanning calorimetry analysis (TG-DSC). Results showed that while maintaining the thermal stability of coated HMX in respect to pure HMX, the heat of reaction from 1569.29 J/g for pure HMX increased to 1612.88, 1707.01, and 1690.38 J/g equivalent to 2.8%, 8.8% and 7.7% for coated samples with NC, DINA and TNT, respectively. Additionally, in the case of the HMX/TNT, the impact sensitivity of the 1 kg sample is reduced compared to the pure HMX, and for HMX/NC and HMX/DINA, no significant change was observed.
Keywords: Coating, Energetic Materials, Safety, HMX, DINA, TNT -
امروزه آزمون پایداری در خلا از بهترین روش های بررسی سازگاری نرم کننده ها و پلیمرهای مختلف می باشد. در این پژوهش، سازگاری رزین پلی دی متیل سیلوکسان با نرم کننده پرانرژی تری متیلول اتان تری نیترات مورد بررسی قرار گرفت. رویکردهای بکار رفته شامل آزمون پایداری در خلا (VST) و تعیین دمای انتقال شیشه ای با استفاده از آنالیز DSC بود. حد پذیرش نرم کننده TMETN توسط رزین پلی دی متیل سیلوکسان با استفاده از پس زدگی تعیین شد و مشخص شد که این پلیمر حداقل به میزان 20 درصد (وزنی/وزنی) ، قابلیت پذیرش نرم کننده را دارند. بررسی دمای انتقال شیشه ای با آزمون آنالیز DSC نشان داد که پلی دی متیل سیلوکسان سازگاری مطلوبی با نرم کننده TMETN دارد. مقدار گاز آزاد شده از نمونه در شرایط استاندارد) (VR در آزمون VST، cm3 77/4 محاسبه شد که در محدوده مجاز بود و نشان دهنده سازگاری نرم کننده TMETN با پلی دی متیل سیلوکسان می باشد.
کلید واژگان: پلی دی متیل سیلوکسان, نرم کننده پرانرژی, تری متیلول اتان تری نیترات, سازگاریToday, vacuum stability test is one of the best methods to investigation the compatibility of different plasticizers and polymers. In this research, the compatibility of polydimethylsiloxane resin with trimethylolethane trinitrate energetic plasticizer was investigated. The applied approaches included vacuum stability test (VST) and glass transition temperature determination using DSC analysis. The acceptance limit of TMETN plasticizer by polydimethylsiloxane resin was determined using retardation and it was found that this polymer can accept the plasticizer at least 20% (w/w). Investigating the glass transition temperature with DSC analysis test showed that polydimethylsiloxane has good compatibility with TMETN plasticizer. The amount of gas released from the sample in standard conditions (VR) in the VST test was calculated as 4.77 cm3, which was within the allowed range and indicates the compatibility of TMETN plasticizer with polydimethylsiloxane.
Keywords: pdms, Energetic Plasticizer, Trimethylolethane Trinitrate, Compatibility -
زمان انبارداری پیشرانه ها یکی از مسایل مهم است که تعیین آن ها نیازمند تحلیل دقیق پارامترهای سینتیکی واکنش تخریب است. یکی از روش های بررسی واکنش تخریب و تعیین پارامترهای سینتیکی واکنش تخریب حرارتی استفاده از آنالیز حرارتی است. در این تحقیق ابتدا با استفاده از کالریمتری روبشی تفاضلی (DSC) واکنش تخریب حرارتی در یک نمونه پیشرانه جامد مرکب بر پایه پلی دی اتیلن گلایکول آدیپات، در چندین سرعت گرمادهی شامل ○C/min 5، 10 و 15 بررسی شد. سپس با استفاده از روش مستقل از مدل، کیسینجر و اوزاوا، انرژی فعال سازی متوسط در حدود kJ/mol136 تعیین گردید و بعد با استفاده از دستگاه آزمون پایداری حرارتی در خلا (VST) پارامترهای فشار و زمان در تخریب 3 درصد به ترتیب bar 07563/0 و 91 ساعت بدست آمد و در نهایت با معادله ریاضی آرنیوس طول عمر 38 سال محاسبه گردید.
کلید واژگان: پیشرانه جامد مرکب, طول عمر, آنالیز حرارتی, کیسنجرThe storage time of propellants is one of the important issues, the determination of which requires a precise analysis of the kinetic parameters of the decomposition reaction. One of the methods of investigating the decomposition reaction and determining the kinetic parameters of the thermal decomposition reaction is the use of thermal analysis. in this thesis, the thermal degradation reaction in a composite solid propellant sample based on PDEGA was investigated at several heating rates 5,10,15○C/min using differential scanning calorimetry (DSC). Then, using the model-free method of Kissinger and Ozawa, the average activation energy was determined at about 136 kJ/mol, then using a vacuum thermal stability test (VST), parameters of pressure and time in 3% degradation were obtained as 0.07563 bar and 91 hours, respectively and finally The shelf life of 38 years was calculated with Arrhenius mathematical equation.
Keywords: Composite Solid Propellant, Shelf Life, PDEGA Elastomer, Thermal Analysis, Kissinger -
4،1-دی نیتروسیکلو هگزان-6،5،3،2-تترا نیترات یکی از قوی ترین نرم کننده های نیترات استر حلقوی می باشد که امروزه به عنوان نسل جدیدی از نرم کننده ها در فرمولاسیون مواد پرانرژی مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق، ترکیب ذکر شده طی دو مرحله، از طریق طراحی آزمایش توسط نرم افزار Minitab18 (روش پاسخ سطح) بر روی پارامترهای دما، زمان و نسبت مولی واکنشگرها سنتز و بهینه سازی شد. در مرحله اول، 4،1-دی نیتروسیکلوهگزان-6،5،3،2-تترا ال با روشی آسان با استفاده از واکنشگر های گلی اکسال و نیترومتان در محیط بازی در دمای °C 10 و مدت دو ساعت سنتز و بهینه سازی شد و به وسیله ی طیف های FT-IR و 1H-NMR شناسایی و تایید گردید. در مرحله دوم، با نیتراسیون 4،1-دی نیتروسیکلوهگزان-6،5،3،2-تترا ال به وسیله ی نیتریک اسید و استیک انیدرید در دمای °C 20 و مدت چهار ساعت، 4،1-دی نیتروسیکلوهگزان-6،5،3،2-تترانیترات با دمای تجزیه °C 191 و بازده 56/73 درصد سنتز شد. این ترکیب به کمک FT-IR، 1H-NMRو DSC-TGA آنالیز و شناسایی گردید.
کلید واژگان: نرم کننده, 4, 1-دی نیتروسیکلوهگزان6, 5, 3, 2-تترانیترات, نیتراسیون, طراحی آزمایش1,4-dinitrocyclohexane-2,3,5,6-tetranitrate is one of the strongest cyclic nitrate ester plasticizers, which is used as a new generation of plasticizers in the formulation of energetic materials. In this research, the mentioned compound was synthesized and optimized in two steps through experiment design using the Minitab 18 software (Surface Response Method) on temperature, time, and the molar ratio of reactants parameters. In the first step, 1,4-dinitrocyclohexane 2,3,5,6-tetraol was synthesized and optimized by an easy method using glyoxal and nitromethane reactants in an alkaline environment at a temperature of 10 °C for two hours, and confirmed by FT-IR and 1H-NMR spectra. In the second step, 1,4-dinitrocyclohexane-2,3,5,6-tetranitrate was synthesized with a decomposition temperature of 191 °C, and a yield of 73.56% by nitration of the 1,4-dinitrocyclohexane-2,3,5,6-tetraol with nitric acid and acetic anhydride at a temperature of 20 °C for four hours. This compound was analyzed and characterized with the help of FT-IR, 1H-NMR, and DSC-TGA.
Keywords: Plasticizer, 1, 4-Dinitrocyclohexane2, 3, 5, 6-tetranitrate, Nitration, Experiment Design -
امروزه نیاز به مواد پرانرژی با پایداری حرارتی بالا در صنایع نظامی و غیر نظامی مختلفی احساس میشود. ترکیبات پایه ملامینی با دارا بودن ویژگیهای متنوعی از جمله ساختاری غنی از نیتروژن به همراه پیوندهای هیدروژنی درون و بین مولکولی توجه محققان این حوزه را از سالها پیش به خود جلب کرده است. به کارگیری ساختار ملامینی و نمکهای آن در فرمولاسیون پیشرانههای جامد کامپوزیتی در نقشهای مختلف، سبب بهبود خواص عملکردی آنها میگردد. به علاوه اخیرا با سنتز چند نمونه نمک پرانرژی بر مبنای مولکول ملامین دی اکسید، گامی موثر در جهت توسعهی نسل نوین مواد پرانرژی برداشته شد؛ این نمکهای نوین به صورت ساختارهایی با سوخت و اکسیدکننده درون مولکولی بوده و بررسیها نشان داده که سه نمک تک آنیونی MDOP، MDOMN و MDONA با دارا بودن نرخ انفجار بین 8711 تا 9085 متر بر ثانیه، با ترکیب رایج RDX قابل مقایسه میباشند و این در حالی است که حساسیت به ضربه (J 23-27 IS:) و اصطکاک (J 240< FS:) در این نمکها نسبت به RDX، HMX و AP بسیار کمتر است.
کلید واژگان: ملامین, پایداری حرارتی بالا, ساختارهای پرانرژی غیر حساس, مواد پرانرژی درون مولکولی, مواد غنی از نیتروژنToday, the need for high-energetic materials with high thermal stability is felt in various military and civilian industries. Melamine-based compounds have attracted the attention of researchers in this field since many years ago, with various characteristics, including a nitrogen-rich structure with intra- and intermolecular hydrogen bonds.The use of melamine structure and its salts in the formulation of solid composite propellants in different roles improves their functional properties. In addition, recently, the synthesis of several high-energetic salt based on the melamine dioxide molecule was an effective step towards the development of a new generation of high-energetic materials; These new salts are in the form of structures with intramolecular fuel and oxidizer; and the investigations show that three monoanionic salts (MDOP, MDOMN and MDONA) with having detonation velocities in the range of 8711-9085 (m.s -1 ) are comparable to the conventional compound RDX, while the sensitivies to impact (IS: 23-27 J) and friction (FS: >240 J) in these salts are much lower than RDX, HMX and AP.
Keywords: Melamine, Thermal Stability, Insensitive Energetic Backbones, Intramolecular Assembly Energetic Materials, Rich Nitrogen Materials -
پودرهای فلزی به دلیل حرارت زیاد واکنش با اکسیژن، بهبود چگالی پیشرانه، کاهش نمای فشار (n) و مهار ناپایداری احتراق، گرمای احتراق بالاتر و در نتیجه سبب Isp بالاتر در پیشرانه ها می شوند. آلومینیوم، منیزیم و بور کاربرد گسترده ای در فرمولاسیون های پیشرانه پیدا کرده اند. بور، به دلیل حرارت اکسیداسیون زیاد و وزن اتمی کم، یکی از بهترین عناصر شناخته شده است. متاسفانه، به دلیل واکنش پذیری ذاتی و پوشش سطح آن با اکسید ، اشتعال آن بسیار دشوار است. در مقایسه، منیزیم به راحتی قابل اشتعال است و با پوشاندن یک ذره بور با منیزیم، ویژگی های احتراق بور به طور قابل توجهی افزایش می یابد. فناوری پیشرانه غنی از سوخت برپایه بور، کلید اصلی برای موتورهای هوا تنفس مورد نیاز موشکهای آیرودینامیکی با سرعت مافوق صوت (M> 4-8) ، ارتفاع زیاد (H> 15-40 کیلومتر) ، ارتفاع فوق العاده کم (H <100-300 متر) و برد متوسط (L> 100 کیلومتر) ، و همچنین فناوری اصلی پشتیبانی از موتورهای هیبریدی با نیروی رانش قابل تنظیم می باشد.
کلید واژگان: بور, سوخت فلزی, پیشرانه های جامد, احتراق, رمجتMetal powders are combined due to high heat reaction with oxygen, improve the density of the propellant, decrease the pressure exponent (n) and Higher combustion heat, and as a result of higher ISP in propellant. Aluminum, magnesium and boron have found a wide application in propellant formulations. Boron, due to high oxidation heat and low atomic weight, is one of the best elements known. Unfortunately, it is very difficult to ignition due to its inherent reactivity and its surface covering with oxide. In compared, the magnesium is easily flammable and by covering a boron particle with magnesium, the boron combustion properties increase significantly. Boron-based propellant technology is the key to ramjet engines for aerodynamic rockets with supersonic speeds (M> 4-8), high height (H> 15-40 km), ultra-low height (H <100-300 m), and medium range (L> 100 km) Also, the main technology supports hybrid engines with drift force is adjustable.
Keywords: Boron, Metal fuel, Solid Propellant, Combustion, Ramjet -
کوکریستالیزاسیون یک روش مهندسی مولکولی نوین برای بهبود خواص مواد پرانرژی (منفجره ها، محرکه ها و پیشرانه ها) است. زمانی که دو یا چند ماده ی خنثی برای تشکیل یک ساختار جدید ترکیب می شوند، کوکریستالی با خواصی متمایز ایجاد می شود. معیار عملکرد مواد منفجره (قدرت انفجاری، حساسیت فیزیکی و پایداری حرارتی) به شدت به خواص ماده مثل چگالی و نقطه ذوب وابسته است. به این ترتیب کوکریستالیزاسیون خواص مواد موجود را بهبود می دهد و مواد منفجره ی قبلی را که به دلیل برخی معایب مثل چگالی پایین یا حساسیت بالا کنار گذاشته شده بودند را اصلاح می کند. در این مقاله به مرور اهم فعالیت های تحقیقاتی سالیان اخیر دانشمندان در حوزه طراحی مولکول های پرانرژی جدید با استفاده از تکنیک کوکریستالیزاسیون پرداخته می شود. همچنین علل تشکیل کوکریستال ها از دیدگاه ساختار مولکولی مورد بررسی قرار می گیرد.
کلید واژگان: کوکریستال های پرانرژی, دانسیته کریستالی, کارایی, حساسیت های انفجاری, طراحی مولکولیCo-crystallization is an attractive molecular engineering approach for realizing improved energetic materials (explosives, propellants, and pyrotechnics). When two or more neutral species are combined to form a new structure, co-crystals are created with distinct solid-state properties. The performance criteria of energetic materials (explosive power, thermal stability, and physical sensitivity) are critically depended on some properties such as density and melting point. So, using co-crystallization could improve existing materials and even energetic compounds which were previously abandoned, due to having several disadvantages such as low density or high sensitivity. In this article, several most important efforts of scientists in the novel energetic molecular design field through co-crystallization technic are introduced. Also, reasons of the formation of a co-crystal are investigated from molecular structure point of view.
Keywords: Energetic Co-Crystals, Crystal Density, Performance, Detonation Sensitivity Parameters, Molecular Design -
غیر قطبی بودن و نیز مقاومت الکتریکی ویژه بالا عیوب عمده واکس های پارافینی مورد استفاده در مواد منفجره هستند. در اینجا، به عنوان یک راهکار عملی جهت بهبود خواص واکس پارافین، مالییک انیدرید با پارافین در حضور آغازگرهای رادیکالی واکنش داده شد. انجام واکنش توسط طیفسنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) با شناسایی گروههای کربونیل ایجاد شده در زنجیره آلیفاتیک تایید شد. علاوه بر این، خواص حرارتی واکس اصلاح شده با گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC) و وزن سنجی تجزیه حرارتی (TGA) بررسی شد. درنهایت، بهمنظور تخمین بهبود قطبیت واکس پارافین اصلاح شده یک آزمایش طراحی شد که بر اساس آن HMX پوشش داده شده در یک فرآیند دو مرحلهای تحت آزمونهای گرماسنجی حرارتی روبشی و نیز ریزش از سطح شیبدار قرار گرفت. برای ایجاد لایه دوم از 5/0 درصد گلایسلین بهعنوان حلال فرا زود گداز استفاده شد. بهطور خلاصه، نتایج حاصل نشان داد که پوشش پارافین اصلاح شده بر سطح HMX موجب کاهش 50 درصدی در جذب بار ساکن شده است. به علاوه، بررسی نتایج آزمونها نشان داد که پارافین اصلاح شده در مقایسه با پارافین معمولی از توزیع بهتری بر سطح پوشش برخوردار گردیده است.
کلید واژگان: پارافین, پیوند زنی مالییک انیدرید, کاهش حساسیت, تخلیه بار ساکن, حلال فرا زود گداز, گلایسلین, HMXBeing non-polar and considerably high electrical resistivity are significant drawbacks of the crystalline paraffin wax used for desensitizing energetic materials. Herein, as a practical approach to improve the wax properties, maleic-anhydride was reacted with paraffin wax in the presence of a free-radical initiator. Then, the reaction success was approved by employing Attenuated Total Reflection-Fourier Transform Infrared (ATR-FTIR) to spot carboxyl groups onto the aliphatic backbone. In addition, the thermal properties of the modified wax were investigated using differential-scanning-calorimetry and thermogravimetry analysis (DSC-TGA). Finally, to estimate the improvement in the wax polarity, an experiment was designed in which HMX coated via a two-step procedure was conducted for DSC and tribocharing tests. The second layer utilized 0.5 w% glyceline as a deep eutectic solvent (DES). In brief, our observation exhibited that the modified wax caused a 50% decrease in charge accumulation compared to the unmodified paraffin. In addition, our experimental outcomes .showed that the modified paraffin exhibited a better distribution over the substrate surface than the unmodified one.
Keywords: Paraffin, Maleic Anhydride Grafting, Desensitization, Electrostatic Discharge, Deep Eutectic Solvent, Glyceline, HMX -
در این تحقیق یک روش نوین برای سنتز ترکیب 1، 3، 5، 7- تترا استیل اکتا هیدرو-1، 3، 5، 7-تترا آزوسین یا 1، 3، 5، 7-تترا استیل-1، 3، 5، 7-تترا آزاسیکلواکتان (TAT) از استیل دار کردن 3، 7-دی استیل-1، 3، 5، 7-تترا آزا بی سیکلو-]3.3.1[-نونان (DAPT) با استفاده از استیک انیدرید و سدیم استات به عنوان کاتالیزور استفاده شده است. این واکنش تحت شرایط مختلف دما، زمان و غلظت مواد اولیه بررسی شده است. مزایای این روش، شامل حذف محصولات جانبی نظیر 1، 3، 5-تری استیل-1، 3، 5-تری آزا سیکلوهگزان (TRAT)، امکان بازیافت حلال از پساب تولیدی، راحتی فرایند و بازده بالا می باشد و همچنین به دلیل به دست آمدن محصول خالص نیازی به خالص سازی بیشتر محصول نیست.کلید واژگان: سنتز, TAT, DAPT, استیل دار کردن, استیک انیدریدIn this study, a novel method to synthesis of 1,3,5,7-tetraacetyl octahydro-1,3,5,7-tetraazocine or 1,3,5,7-tetraacetyl1,3,5,7-tetraazacyclooctane (TAT) was used through acetolysis of 3,7-diacetyl-1,3,5,7-tetraazabicyclo-[3.3.1]nonane (DAPT) with acetic anhydride in the presence of sodium acetate as catalyst. Optimized reaction conditions were obtained by changing temperature, time and starting material concentrations. The advantages of this method are: elimination of byproducts such as 1,3,5-triacetyl-1,3,5-triazacyclohexane (TRAT), recoverable waste streams, easy process and high yield. Also, there is no need for further purification of the product as the reaction leads to the formation of the pure product.Keywords: Synthesis, TAT, DAPT, Acetolysis, Acetic Anhydride
-
پیشرانه های مولد گاز کیسه هوای خودرو، شامل مجموعه ای از سیستم های آزاد سازی گاز در یک محدوده ی زمانی کوتاه هستند که شامل سه جزء اصلی سوخت، اکسیدکننده و مواد افزودنی می باشند [c1] در این مقاله، ابتدا انواع پیشرانه های مولد گاز و کاربرد های مختلف آن ها معرفی شد. سپس خواص فیزیکی و شیمیایی مطلوب آن ها و اجزاء مختلف فرمولاسیون پیشرانه مولد گاز بررسی شده است. سرعت سوزش و دمای احتراق پیشرانه مولد گاز یکی از مهم ترین پارامتر ها در پیشرانه های مولد گاز است که وابسته به اجزاء موجود در فرمولاسیون است و در سالیان اخیر با افزودن اصلاح کننده ی سرعت سوزش و خنک کننده ها سعی در بهبود این پارامترها شده است. در این تحقیق عوامل موثر بر سرعت سوزش و تحقیقات انجام شده در زمینه فرمولاسیون پیشرانه جامد مولد گاز کیسه هوای خودرو معرفی شده است. همچنین میزان تولید گازهای سمی و دمای احتراق پیشرانه مولدگاز به عنوان پارامترهای مهم در انتخاب فرمولاسیون بررسی شده اند.کلید واژگان: پیشرانه های مولد گاز کیسه هوا, سرعت سوزش, دمای احتراق, گازهای سمی, خنک کنندهAirbag gas generators solid propellant, are set of gas-release systems within a short time, Which contains three main components of fuel, oxidizing agents and additives. This article examines the gas generator propellant types and their different functions and then the desired chemical and physical properties of different components and gas-producing propellant formulation may be checked. One of the most important parameters in the propellant gas generator is propellant burning rate of the gas generator that is dependent on other components in the formulation which has been tried to improve additives with the burning rate modifiers in recent years. In this article various factors are effective in the burning rate and researches in the composition of solid air bag gas generators will be introduced. Also the production of toxic gases and the combustion temperature of the propellant gas generator as important criteria in selecting a formulation will be considered.Keywords: Gas generator propellants, Burning rate, Combustion temperature, Toxic gases, Coolant
-
بور به عنوان ماده ای با دانسیته ی انرژی بالا شناخته می شود. این عنصر، سوخت مهمی برای پیشرانه ها و مواد منفجره می باشد. از بین تمام عناصر شیمیایی، بور بالاترین حرارت حجمی احتراق (140 کیلوژول بر سانتی متر مکعب) و سومین حرارت وزنی احتراق (59 کیلوژول بر گرم) را پس از هیدروژن و بریلیم دارد. علاوه بر این، عنصر مذکور برای تهیه بسیاری از ترکیبات آلیاژی استفاده می شود. بنابراین مطالعه روش های تهیه ی این عنصر استراتژیک بسیار اهمیت دارد. بور دارای دو ساختار کریستالی و آمورف می باشد که هرکدام از این ساختارها کاربردهای خاصی دارد. بر طبق مراجع، دو روش برای تهیه پودر بور عنصری وجود دارد: 1) روش احیا 2) روش تجزیه ی حرارتی فاز گاز ترکیبات بور. مطالعات نشان می دهد که فرآیند مویسان (روش حرارتی فلزی توسط منیزیم) روش رایج برای تهیه ی بور عنصری آمورف است. در این روش، بور عنصری با خلوص بیش از 90%، پس از اسید شویی و شستشو با آب می تواند به دست آید. ناخالصی ها شامل ترکیبات بور-اکسیژن-منیزیم مانند Mg(BO2)3، MgB2O5 می باشد. معمولا بور عنصری کریستالی با خلوص بیش از 99% نیز به کمک واکنش در فاز گازی تهیه می گردد. در این مقاله، انواع روش های مختلف برای تولید بور عنصری آمورف و کریستالی، مزایا و معایب آن ها بررسی شده است.
کلید واژگان: بور عنصری, سنتز, ساختارهای کریستالی و آمورف, مواد پرانرژی -
5،3،1- تری آمینو-6،4،2- تری نیترو بنزن (TATB) ماده منفجره ای است که دارای پایداری گرمایی بسیار بالا، حساسیت کم و دانسیته مناسب نسبت به سایر مواد منفجره متعارف مانند TNT می باشد. این خواص باعث شده که در سال های اخیر TATB برای استفاده در بعضی کاربردهای نظامی و غیر نظامی بسیار مورد توجه قرار گیرد. در این مقاله، یک روش جدید برای سنتز TATB با استفاده از ماده اولیه TNT ارائه شده است. هدف از ارائه این روش استفاده از مواد اولیه ارزان و در دسترس بوده تا بتوان TATB را بدون نیاز به امکانات پیچیده و خاص و صرف هزینه بالا سنتز نمود. در این روش ابتدا TNT را توسط سدیم دی کرومات و سولفوریک اسید غلیظ اکسید کرده و تری نیترو بنزوئیک اسید با بهره 60% سنتز گردید. سپس توسط حرارت آن را کربوکسیل زدایی کرده و تری نیترو بنزن با بهره 68% سنتز شد. تری نیترو بنزن حاصل طی یک مرحله احیاء، با بهره 75% تبدیل به تری آمینو بنزن شد. مرحله بعد نیترو دار کردن می باشد که برای این منظور، ابتدا گروه های آمینی توسط گروه های استیل محافظت شده و پس از قرار گرفتن سه گروه نیترو با استفاده از اسید سولفوریک و اسید نیتریک، گروه های محافظ با انجام هیدرولیز برداشته و TATB با بهره 55% تهیه گردید.
کلید واژگان: TATB, احیای نیترو, محافظت گروه آمین, نیترو دار کردن, هیدرولیز آمید1,3,5-Triamino-2,4,6-Trinitrobenzene (TATB) is an explosive that possesses excellent thermal stability and sensitivity characteristics. These properties make TATB an attractive candidate for military and civilian applications. The aim of this study is the synthesis of TATB using available reagents and equipment. Thus, TNT was used as starting material in the synthesis of TATB following six steps including the oxidation of TNT to Trinitrobenzoic acid with Sodium dichromate and concentrated Sulfuric acid (yield 60%), decarboxylation to Trinitrobenzene (yield 68%), reduction to Triaminobenzene with metal powder and Hydrochloric acid or Hydrazine hydrate (yield 55%), protection of the Amine groups to synthesize Triacetamidobenzene and finally the nitration and deprotection reaction by hydrolysis reaction (yield 55%).Keywords: TATB, Triaminobenzene, Nitration, Hydrolysis of amide -
فلز بور به عنوان سوخت فلزی یکی از اجزاء اصلی در پیشرانه های کامپوزیتی است که جهت افزایش کارائی به پیشرانه اضافه گردیده و اخیرا در پیشرانه های انواع موشک ها، راکت ها و نیز پیشرانه های ویژه تفنگی و پیشرانه ی توپخانه ای برد بلند با کارائی ویژه، بطور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. اولین مشخصه ی بارز پیشرانه های حاوی بور دانسیته ی انرژی بالا نسبت به واحد جرم پیشرانه می باشد، که در نتیجه موجب افزایش ایمپالس ویژه ی ترکیب می گردد. همچنین باتوجه به اینکه از نظر ویژگی های بالستیکی محصولات احتراق بور برخلاف محصولات احتراق آلومینیوم (سوخت فلزی مرسوم)، خواص بالستیکی مطلوبتری از خود نشان می دهند و نیز افزودن بور و جایگزینی آن به جای آلومینیوم باعث افزایش قابل ملاحظه در عملکرد پیشرانه ی موشک ها و راکت ها می گردد. با توجه به موارد ذکر شده، عنصر بور می تواند به عنوان جایگزینی مناسبی برای آلومینیم مطرح شود. در این مقاله مکانیزم رفتار احتراقی بور به عنوان یک سوخت فلزی مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
کلید واژگان: بور, سوخت فلزی, احتراق, پوشش دهی, پیشرانه های جامدOne of the main ingredients in composite propellants fuels is metal, that been added to increase the efficiency of high explosives. Recently, it is widely used in the propellant of missiles, rockets, gun and in artillery propellants with particularly long-range performance. The first characteristics of boron-containing propellants are high energy density per unit mass of propellant that result is increases in specific impulse of composition. Also, according to the ballistic characteristics of the combustion products of boron, unlike the aluminum (traditional metallic fuel), show optimum ballistic properties. Addition of boron and replacing it instead of aluminum significantly increases the performance of rockets and missiles propellants. According to the points already mentioned, elemental boron can be considered as a replacement by aluminum element; so in this article, the mechanism of combustion behavior of metallic boron as a fuel will be studied.Keywords: Boron, Metal fuel, Combustion, Coating, Solid Propellants -
ترکیب CL-20، به عنوان قوی ترین ماده منفجره غیر اتمی معرفی شده است. همواره محققین در حوزه مواد پرانرژی به دنبال راهکار مناسب برای افزایش بازده و کاهش هزینه سنتز این ماده بوده اند. در کلیه روش های سنتز CL-20 از واکنش تراکمی بین گلی اکسال و بنزیل آمین جهت سنتز ترکیب حد واسط HBIW4 استفاده می شود. در حضور کاتالیست اسید فرمیک در حلال اتانول، راندمان برای این واکنش تراکمی 58% گزارش شده است. در این مقاله، سنتز HBIW در حضور کاتالیزگرهای اسید لوئیس مانند BF3 و منیزیم پرکلرات و...، مورد بررسی قرار گرفته شده است و نتایج نشان می دهد که راندمان واکنش تا حدود 20% نسبت به کاتالیست اسید فرمیک افزایش می یابد.
کلید واژگان: 2, 4, 6, 8, 10, 12, هگزابنزیل, 2, 4, 6, 8, 10, 12, هگزاآزاتتراسیکلو]9, 05, 11, 03, 0, 5, 5[دودکان, CL, 20, HNIW, HBIW, BF3, کاتالیزگر, اتانول, تبلورCL-20 is the most energetic conventional explosive available for military use. The over all aim of the high energy material research community is to increase the yield and reduce the cost of CL-20 synthesis. All synthetic methods used to prepare the CL-20, depended on the condensation reaction of benzylamine with glyoxal for the preparation of HBIW intermediate. In the presence of HCOOH catalyst and ethanol solvent, yield of 58% is reported. In this paper we investigated the effect of lewis acid catalyst on the yield of HBIW. The results showed that the more efficient catalyst such as BF3 and Mg(ClO4)2, increased the yield, 20% more than previously reported. -
جداسازی کاتیون ها از محلول پراکسید هیدروژن و بررسی مدل های جذب سطحی با استفاده از کاتیون کروم (Cr+3)برای تغلیظ پراکسید هیدروژن تا گرید نظامی(حدود 98% وزنی)، ابتدا باید محلول پراکسید هیدروژن کاملا خالص سازی شود. در این کار تحقیقاتی، جداسازی ناخالصی های فلزی از محلول پراکسید هیدروژن مورد بررسی واقع شده است و کاتیون های Al، Fe، Pb، Zn و Cr از محلول تجاری پراکسید هیدروژن با استفاده رزین کاتیونی اسیدی قوی Amberlite IR-120 جداسازی شده اند؛ جداسازی این کاتیون ها در مخزن مجهز به همزن با دور ثابت انجام شد. اثر تغییرات pH، مقدار رزین، دما و زمان تماس بر مقدار جداسازی این کاتیون ها مورد بررسی قرار گرفته است. مقدار کاتیون های فلزی به روش نشر اتمی پلاسمای جفت شده القایی (ICP) اندازه گیری شده است. در تعیین میزان اثر مقادیر مختلف رزین بر میزان جداسازی، کاتیون های منیزیم دو ظرفیتی و کروم سه ظرفیتی با مقدار مشخص به محلول اضافه شده و نتایج آن دنبال شده است. سازگاری نتایج آزمایشگاهی حاصل از جداسازی کروم سه ظرفیتی با مدل های فرندلیچ و لانگمیر مقایسه شد و نشان داده شد که فقط در محدوده خاصی از غلظت کروم، این مدل ها جواب های نسبتا مناسبی می دهند.
کلید واژگان: پراکسید هیدروژن, جداسازی, رزین کاتیونی اسیدی قوی, Amberlite IR, 120, فرندلیچ, لانگمیرConcentration of hydrogen peroxide to military grade (about 98 wt%) needs removal of impurities from hydrogen peroxide of commercial grade. In this research, separation of metallic impurities from hydrogen peroxide solution was studied and cations as Al, Fe, Pb, Zn and Cr were separated from commercial hydrogen peroxide using Amberlite IR-120 (strong cationic resin). The cations were separated in a vessel at constant stirring rate. The effects of pH, amount of resin, temperature and contact time on the separation process was studied. The amounts of metallic cations were measured by ICP method. For determination the amount of resin, certain concentrations of Mg2+ and Cr3+ were added to the solution and the results were followed. Results from separation of Cr3+ were compared with the Frendlich and Langmuir models and it has been shown that In a narrow limit of Cr3+ concentration, the models afford satisfactory results. -
Hydrazine catalytic propulsion system is the most conventional system in satellite orbit control. Dimethyl amino ethyl azide (DMAZ) is a replacement candidate monopropellant for hydrazine in such systems. Catalyst IR/γ-Al2O3 has been reported for decomposition of DMAZ. However, there is no information about performance conditions of the catalyst. For prediction of decomposition ability of DMAZ by the catalyst, several catalysts with various amounts of IR were prepared and characterized. Then, a micro-reactor was designed to evaluate the catalytic activity. The prepared catalysts were tested and examined at various conditions. The results showed that the increase in temperature of catalytic bed and decrease in space velocity led to an increase in catalytic activity. Also, an optimum amount of 42% in IR showed maximum activity at 205 °C of catalytic bed and 2.82 hr-1 of space velocity.Keywords: DMAZ, Catalytic Decomposition, Ir, γ AL2O3, Catalytic Activity, Space Velocity, Bed Temperature
-
در این تحقیق روش افزایش استاندارد نقطه 4H (HPSAM) برای اندازه گیری مخلوط های دوجزئی شامل آنتی اکسیدان 2،2''- متیلن بیس (4- متیل-2- ترشیوبوتیل هیدروکسی فنیل)متان (A.O.2246) و حدواسط فنلی آن 2- ترشیوبوتیل 4- متیل فنل استفاده شده است. دو طول موج 8/274 و 6/290 نانومتر به عنوان طول موج های بهینه برای آنالیز ترکیب2- ترشیوبوتیل 4- متیل فنل در حضور آنتی اکسیدان A.O.2246 به عنوان گونه مزاحم انتخاب شده اند. روش مذکور قادر است به طور همزمان اثر ماتریکس و مزاحمت طیفی را بر طرف نماید. نتایج این مطالعه وجود ارتباط خطی بین جذب و غلظت را برای حدواسط در زوج طول موج انتخاب شده در دامنه غلظتی 4/0 تا 8/0 میکرومولار تائید می کند.
کلید واژگان: پرتابه, آنتی اکسیدان A, O, 2246, 2, ترشیو بوتیل, 4, متیل فنل, 2, 2', متیلن بیس (4, متیل, 2, ترشیوبوتیل هیدروکسی فنیل) متان, افزایش استاندارد نقطه H, اسپکتروسکوپیIn this paper, the H-point standard additions method (HPSAM) is evaluated for the spectrophotometric analysis of two component mixtures. Synthetic mixtures of the antioxidant bis (4-methyl-2-tert-butyl hydroxyl phenyl) methane (A.O.2246) and its phenolic intermediate (2-tert-butyl-4-methyl phenol) were used for this study. Two wavelengths of 274.8 and 290.6 nm were optimized for determination of intermediate as analyte and the antioxidant A.O.2246 as interference. This work demonstrates the advantage of HPSAM method for solving the matrix and spectra interference and shows the linear relationship between concentration and absorbance in the range of 0.4 to 80 micro molar.Keywords: antioxidant A.O.2246, 2, t, butyl, 4, methyl phenol, 2, 2', methylenebis (4, methyl, 2, t, buthyl hydroxyl phenyl) methane, H, Point standard addition, spectrophotometry -
CL-20 قویترین ماده منفجره شناخته شده است. تقریبا در تمام روش های سنتز CL-20از پیش ماده 12،10،8،6،4،2- هگزا بنزیل 12،10،8،6،4،2- هگزا آزا ایزوورتزیتان (HBIW) استفاده می شود که سنتز آن در حضور اسیدها نظیر فرمیک اسید تسریع شده و بازده واکنش در حدود 75% گزارش شده است. بهینه سازی تولید این ماده یکی از چالش های تحقیق در حوزه مواد پر انرژی می باشد. در این مقاله سنتز این ترکیب در حضور کاتالیزگرهای اسید لوئیس مختلف (MgSO4، ZnCl2، CuSO4Mg(ClO4)2 و...) مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان داده که کاتالیزگر Mg(ClO4)2 ضمن حذف مشکلات ناشی از استفاده کاتالیزگرهای اسیدی بازده واکنش سنتز HBIW را حدود 25% افزایش می دهد.در ادامه تاثیرامواج اولتراسونیک بر سنتز HBIW بررسی گردید.
کلید واژگان: Cl, 20, HBIW, افزایش بازده تولید, کاتالیزگر, اسدیهای لوییس 12, 10, 8, 6, 4, 2, هگزا بنزیل, 12, هگزا آزا ایزوور تزیتانCL-20 is the most energetic conventional explosive available for military use. The overall aim of the high energy material research community is to increase yield and reduce cost of CL-20. All synthetic routes used to prepare the CL-20 depended on the condensation reaction of benzylamine with glyoxal for preparation of HBIW intermediate. In the presence of HCOOH as catalyst, yield of 75% is reported. In this paper we investigated the effect of lewis acid catalyst on the yield of HBIW. The results suggested that the more efficient catalyst (such as MgSO4, ZnCl2, CuSO4, Mg(ClO4)2 increase yield, 25% more than previously reported.
-
به علت وجود نیتریک اسید، مواد منفجره زنجیری خیلی حساس، بازیابی استیک اسید به روش تقطیر، کار بسیار پر مخاطره ای میباشد (احتمال انفجار حتی در دماهای پایین نیز وجود دارد). بنابراین بایستی مقدار دقیق نیتریک اسید موجود در اسید فاضل در حضور استیک اسید وسایر اجزاء معین شده و سپس با یک باز مناسب (معمولا آمونیاک) آنرا خنثی نمود تا بتوان به راحتی استیک اسید را بدون هیچ خطری بازیابی کرده و مجددا مصرف نمود. در این روش از تقطیر تحت خلاء جهت جداسازی اسید استفاده شده است. در این مقاله انواع روش های آنالیز نیتریک اسید در حضور استیک اسید معرفی و معایب هرکدام مطالعه شده است و سپس روش تیتراسیون هدایت سنجی برای اولین بار برای سنجش مخلوط این دو اسید (نیتریک اسید و استیک اسید) موجود در اسید فاضل حاصل از فرایند تولید اکتوژن استفاده شده است. در این مقاله اسید فاضل حاصل از تولید ماده منفجره اکتوژن به روش های کلاسیک و دستگاهی آنالیز گردید وترکیب درصد اجزای آن مشخص شد. جزء اصلی آن، استیک اسید و بقیه اجزاء عبارتند از: نیتریک اسید، فرمیک اسید، آمونیم نیترات، HMX، RDXو غیره، میباشند. جهت تثبیت و تایید این روش از روش افزایش استاندارد استفاده شده است.
کلید واژگان: اسید فاضل, بازیابی, Hmx, هدایت سنجی, استیک اسید, ph متریRecovery of acetic acid from spent liquor of HMX plant, because of presence of nitric acid and other sensitive explosive material (in dissolved condition) by simple distillation is not feasible. Therefore the amount of nitric acid in the presence of acetic acid and other ingredients is measured and then with suitable media (usually NaOH or NH3) neutralized, recovery of acetic acid is feasible without an explosion hazards by distillation under reduced pressure.In this paper the methods of analyses in acid mixture (acetic and nitric acid) in the plant in spent liquor of HMX plant and the disadvantage is viewed and then from conduct meter method for first step for measuring this acid mixture is handled in these paper the spent liquor by classical and instrumental method analyzed and the compos ion is identified. The major ingredient is acetic acid and the other nitric and formic ammonium nitrate RDX, HMX.
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.