فهرست مطالب

مجله تحقیق و توسعه مواد پرانرژی
سال چهاردهم شماره 2 (پیاپی 32، پاییز و زمستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1399/12/18
  • تعداد عناوین: 7
|
  • سید قربان حسینی*، زهرا شیرازی، حسین شریف نژاد صفحات 1-14

    نحوه تجزیه حرارتی آمونیوم پرکلرات و میزان انرژی که از تجزیه شدن آن آزاد می شود برسرعت سوزش پیشرانه بسیار موثر است. لذا، برای بهبود خواص احتراقی آمونیوم پرکلرات می توان کاتالیزورهای مختلفی استفاده کرد. کریستال های اکسیدهای فلزات واسطه با ساختار و مورفولوژی متنوع در طول دهه گذشته توجه فوق العاده ای را به خود جلب کرده است. در میان اکسیدهای فلزات واسطه کریستالی کرومیت مس به دلایل متعددی از جمله ساختار بلوری اسپینل و هم چنین آرایش اتم های مس در ساختار آن از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. کرومیت مس به عنوان کاتالیست، کاربردهای وسیعی در صنایع نظامی و غیرنظامی از جمله برای بهبود سرعت سوزش سوخت جامد، واکنش های هیدروژناسیون، اکسیداسیون، آلکیل دار کردن، حلقه زایی، کاهش آلودگی از طریق حذف مواد زاید آلی از آب ، تولید مواد دارویی و غیره دارد. با توجه به تنوع کاربرد کرومیت مس، سنتز این ترکیب بسیار حایز اهمیت می باشد. در این مقاله سعی شده است مروری بر روش های سنتز، روش های کنترل کمی و کیفی و هم چنین مقایسه روش های سنتز با رویکرد صنعتی، با تمرکز بر سوخت های مرکب جامد مورد بررسی قرار گیرد.

    کلیدواژگان: اکسیدهای فلزهای واسطه، کرومیت مس، سوخت جامد، سرعت سوزش، آمونیوم پرکلرات، تجزیه حرارتی
  • شهرام قنبری پاکدهی*، حمیدرضا تفضلی نیا، سجاد رضایی، منوچهر فتح الهی صفحات 15-24

    سوخت های مایع معمولا هدایت الکتریکی پایینی دارند که سبب تجمع الکتریسیته ساکن حین فرآیندهای انتقال، اختلاط و پاشش در آنها می گردد. این تجمع بار در صورتی که بیش از انرژی یونیزاسیون هوا گردد سبب جرقه و آتش سوزی خواهد شد. لذا یکی از پارامترهای مهم در ایمنی سوخت ها، بررسی پتانسیل آنها نسبت به تجمع بار ساکن می باشد. در این مقاله مواد نسبت به الکتریسیته ساکن دسته بندی و نحوه تولید، تجمع، تخلیه و پخش بار الکتریکی در سوخت های مایع بررسی شده است. سپس راهکارهای کنترل الکتریسیته ساکن در مایعات پر انرژی نارسانا ارایه شده است. در نهایت روش های متداول اندازه گیری الکتریسیته ساکن شرح داده شده است.

    کلیدواژگان: سوخت مایع، الکتریسیته ساکن، هدایت الکتریکی
  • منصور شهیدزاده* صفحات 25-36

    پلی بوتادی ان با گروه انتهایی هیدروکسیل ([1] HTPB)، پلیمری با وزن مولکولی پایین است که در صنایع مختلف استفاده می شود. خواص مکانیکی و حرارتی خوب پلی یورتان های بر پایهHTPB موجب کاربری آن به عنوان بایندر در پیشرانه های جامد کامپوزیتی و مواد منفجره پلاستیکی می شود. همچنین، حضور پیوندهای دوگانه و گروه های هیدروکسیل انتهایی در ساختار شیمیایی رزین HTPB فرصتی را برای بهبود خواص آن از طریق واکنش با واکنشگرهای مختلف فراهم کرده و کاربری آن را توسعه داده است. در این مقاله، روش های اصلاح شیمیایی HTPB  براساس واکنش پذیری پیوند دوگانه کربن-کربن، گروه های هیدروکسیل انتهایی و کربن متصل به گروه های هیدروکسیل انتهایی رزین طبقه بندی و مطالعه می شود.

    کلیدواژگان: HTPB، بایندر HTPB، اصلاح شیمیایی HTPB، واکنش پذیری HTPB
  • ابوالفضل دیلمی، عباس کبریت چی* صفحات 37-45

    خواص مکانیکی کامپوزیت پرانرژی به طور عمده به ریزساختار پیش پلیمر HTPBبستگی دارد؛ بدین ترتیب، ریزساختار پیش پلیمر HTPB از عوامل مهم تاثیرگذار بر خواص مکانیکی کامپوزیت پرانرژی برپایه رزین HTPB است. در این مقاله به مرور تاثیر پارامترهای ریزساختاری HTPB بر رفتار و خواص مکانیکی کامپوزیت پرانرژی پرپایه آن پرداخته شده است. تفاوت در سنتز این پلیمرها منجر به ایجاد پلیمرهای مختلف با پارامترهای ریزساختاری  چون مقدار هیدروکسیل، توزیع تعداد عاملیت، توزیع نوع عاملیت، وزن مولکولی متوسط عددی، جزء وزن مولکولی و غلظت ریزساختارهای سیس، ترانس و وینیل،  متفاوت است. این تفاوت ها اغلب بر فرآیندپذیری ، سینتیک پخت و به ویژه بر خواص مکانیکی کامپوزیت پرانرژی تاثیر دارند. استفاده از گرید های مختلف HTPB دارای پارامترهای ریزساختاری مختلف، برای رسیدن به خواص مکانیکی بهینه با بارجامد بالا ، با توجه به نتایج حاصل شده، نیاز به درک ریزساختار بایندر یعنی پیش پلیمر وجود دارد. مطالعات انجام شده در این مقاله نشان می دهد که با افزایش وزن مولکولی HTPB، استحکام کششی، مدول، مقاومت در برابر پارگی و سختی کاهش می یابد، و با کاهش جزء وزن مولکولی بالا HTPB، ازدیادطول و مدول کامپوزیت پرانرژی افزایش پیدا می کند، و میان مقدار هیدروکسیل و خواص مکانیکی استحکام کششی و مدول یک رابطه تقریبا خطی وجود دارد.

    کلیدواژگان: کامپوزیت پرانرژی، پیش پلیمر HTPB، ریزساختار HTPB، خواص مکانیکی
  • فرزاد طالبی، سید عباس وزیری*، اکبر نسیمی صفحات 47-60

    مواد پرانرژی، به عنوان حامل‏های انرژی جنگ‎افزار از اهمیت ویژه‏ای برخوردار هستند. افزایش عملکرد انفجاری همراه با افزایش ایمنی یا کاهش حساسیت از اهداف اصلی حوزه تحقیقات مواد پرانرژی می‏باشد، اما افزایش عملکرد و کاهش حساسیت تا حدودی با یکدیگر متناقض هستند که بایستی به دنبال یک تعادل بین آن‏ها بود. در طراحی ساختارهای مولکولی جدید با عملکرد بالا و حساسیت پایین، نیازمند شناسایی عوامل تاثیرگذار بر حساسیت و مد نظر قرار دادن آن‏ها در طراحی می‏باشد. در این مقاله، عوامل موثر بر حساسیت از سه دیدگاه یعنی فاکتورهای مولکولی، فیزیکی و چیدمان کریستالی که در ایجاد حساسیت تاثیرگذار هستند و همچنین راهکارهایی که بتواند بدون کاهش قابل توجه عملکرد به کاهش حساسیت مواد منفجره کمک کند، مورد بررسی قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: مواد منفجره، حساسیت، عملکرد، عوامل مولکولی، عوامل فیزیکی، چیدمان کریستالی
  • محمدجواد تقی زاده*، داور رسول زاده صفحات 61-68

    ترکیبات Nchr ('39'),N - بیس (2- هیدروکسی پروپیل) آنیلین (Isonol C100) و بیس (2-هیدروکسی اتیل) آنیلین) به عنوان مهمترین افزایش دهنده طول زنجیر در پخت پیشرانه های جامد مرکب، پایدارکننده و نرم کننده در پیشرانه های دوپایه و همچنین به عنوان کمک نرم کننده در اتیل سلولز نیز استفاده می شود. می توان گفت که مهمترین کاربرد این ترکیبات در پلی یورتان ها می باشد. در سنتز پلی یورتان های لاستیک مانند(چسبنده)، برای استحکام، تقویت و افزایش طول زنجیر به کار می رود. در ساختار این ترکیب یک حلقه بنزنی وجود دارد که باعث می شود استحکام محصول افزایش یابد. از طرفی در اسکلت آن یک آمین نوع سوم نیز وجود دارد که منجر به افزایش خواص مکانیکی پلی یورتان می شود. در این مطالعه ضمن بررسی انواع زنجیر افزاینده ها به بررسی روش های سنتز بیس(2- هیدروکسی پروپیل)آنیلین(Isonol C100) و بیس (2-هیدروکسی اتیل)آنیلین  پرداخته شده است.

    کلیدواژگان: پیشرانه، N'، N - بیس(2- هیدروکسی پروپیل) آنیلین (Isonol C100) و بیس (2-هیدروکسی اتیل)آنیلین، زنجیر افزاینده
  • نرگس زهری*، ایمان رنجیربجستانی صفحات 69-81

    ترویج فناوری های شیمیایی ابتکاری است که استفاده یا تولید مواد خطرناک را در طراحی، ساخت و استفاده از محصول های شیمیایی کاهش داده یا حذف می کند. طبق این قانون، کاهش آلودگی در منشا اساسا متفاوت و مطلوب تر از مدیریت زباله و کنترل آلودگی است. طراحی فراورده ها و فرایندهای شیمیایی که به کارگیری و تولید مواد آسیب رسان به سلامت آدمی و محیط زیست را کاهش می دهند یا از بین می برند، با عنوان شیمی سبز معرفی شده اند. در این مقاله شیمی نمک های تترازول جدید که شامل گروه N-اکسید نیز هست بحث شده اند که متعلق به دسته ترکیب های پرانرژی سبز هستند و با مواد منفجره متداول مقایسه شده اند. در این مقایسه دیده شده که برخی ترکیبات -Nاکسید خواص و عملکرد بهتری نسبت به مواد منفجره متداول دارند که می توانند جایگزین مناسبی برای پیشرانه ها و مواد منفجره باشند.

    کلیدواژگان: شیمی سبز، ترکیب های پرانرژی سبز، نمک های تترازول N-اکسید، TKX-50
|
  • S. G. Hosseini, Z. Shirazi, H. Sharifnezhad* Pages 1-14

    How to thermal decomposition of ammonium perchlorate and the energy realeased from it’s decomposition is effective on the burning rate of propellant.Therefore, various catalysts can be used to improve the combustion properties of ammounium perchlorate .Crystalline transition metal oxides (TMOs) with diverse morphological structure have attracted tremendous attention during the last decade. Among the TMOs catalysts, copper chromite (CuCr2O4) for several reasons including the spinel crystalline structure and arrangement of copper atoms in its structure have special importance. CuCr2O4 nanoparticles, as catalyst are widely used in military and other industries to improve burning rate of solid propellant, hydrogenation reactions, oxidation, alkylation, cyclization, organic waste removal from aqueous wastes, production of pharmaceuticals and etc. Due to the wide range of applications, the synthesis of this compound is very important. In this paper, it is aimed to review synthesis methods, Quantitative and qualitative control methods and also comparing synthesis methods with industrial approach with focusing on solid composite propellants, have been discussed.

    Keywords: Transition metal oxides, Copper chromite, Solid propellant, Burning rate, Ammonium perchlorate, Thermal decomposition
  • S. Ghanbari Pakdehi*, H. R. Tafazoli Nia, S. Rezaei, M. Fathollah Pages 15-24

    Liquid fuels usually have low electrical conductivity leads to accumulating in static electricity during transmission, mixing and spraying processes. This charge accumulation will spark and fire if it exceeds the air ionization energy. Therefore, one of the important parameters in fuels safety is their potential for static charge accumulation. In this manuscript, materials are classified into static electricity and the mode of generation, accumulation, discharge and distribution of electric charge in liquid fuels will be investigated. Then, solutions for static electricity control in low conductivity high energetic liquids presented. Finally, common methods of measuring the static electricity presented.

    Keywords: Liquid Fuels, Static Electricity, Electrical Conductivity
  • M. Shahidzadeh*, M. Zamani, F. Salari Manesh Pages 25-36

    Hydroxyl terminated polybutadiene (HTPB) is a low molecular weight polymer which has used in various industries. The good mechanical and thermal properties of HTPB based polyurethane is caused to use it as a binder for the solid composite propellants and plastic bonded explosives. Also, The presence of double bonds and hydroxyl end groups in the structure of HTPB can provide an opportunity to improve its properties through chemical modification by various reactant and develop its application. In this paper, we classify and study the chemical modification of HTPB under the basis of the reactions were carried out on the carbon-carbon double bond, terminal hydroxyl group and terminal carbon atoms of hydroxyl terminated polybutadiene.

    Keywords: HTPB, Binder, HTPB Modification, HTPB Reactivity
  • A. Deylami, A. Kebritchi* Pages 37-45

    The mechanical properties of the final energetic composite depend mainly on the HTPB prepolymer microstructure; thus, the prepolymer microstructure of HTPB is one of the important factors influencing the mechanical properties of highenergy composite based on HTPB resin. In this paper, the effect of microstructure parameters of HTPB on the behavior and mechanical properties of its high-energy composite has been investigated. The difference in the production of these polymers, as well as their variability, leads to the formation of various polymers in the microstructure parameters of HTPB (molecular weight distribution and factor distribution). These differences often affect the processability, lifetime of the appliance, the behavior of cooking, and especially the mechanical properties of high-energy composites. Using various grades of HTPB has various microstructural parameters, in order to achieve the optimal mechanical properties with high bar resistance according to the results, there is a need to understand the microstructure of the binder, namely, prepolymer. The studies carried out in this paper show that with increasing molecular weight of HTPB, tensile strength, modulus, rupture resistance and hardness decrease, and by decreasing the high molecular weight component of HTPB, the exponential and high-energy composite modulus increases. There is a linear relationship between the amount of hydroxyl and the mechanical properties of the tensile strength and modulus.

    Keywords: HTPB Microstructure, Mechanical Properties, Pot Life, Curing Behavior
  • F. Talebi, S. A. Vaziri*, A. Nasimi Pages 47-60

    As energy weapon carriers, high energy materials are of particular importance. Increasing explosive performance along with increased immunity or reduced sensitivity are the main goals of the field of research on high energy materials, but the increase in performance is somewhat contradictory with decreasing the sensitivity which should be followed by a balance between them. In designing new high performance molecular structures and low sensitivity, it is necessary to identify the factors affecting on sensitivity and consider them in design. In this paper, the factors affecting on sensitivity have been investigated from three perspectives, molecular, physical and crystalline factors that affect sensitivity, as well as strategies that can help to reduction the sensitivity of explosives without significantly reducing of performance.

    Keywords: Explosives, Sensitivity, Performance, Molecular Factors, Physical Factors, Crystal Stacking
  • M. J. Taghizadeh*, S. D. Rasoolzadeh Pages 61-68

    Chain extenders are diols or small diamines that enter the polyurethane hard parts through chemical reactions. N, N -bis(2- hydroxypropyl) aniline (Isonol C100) and bis (2-hydroxyethyl) aniline as the most important chain-extender in the curing of propellant solids composite, stabilizers and plasticizers in the propellants system double and also as a co-plasticizers in ethyl cellulose. It can be said that the most important application of this compounds is in polyurethanes. In the synthesis of rubber-like polyurethanes (sticky), it is used to strengthen, and extend the length of the chain. In the structure of these compounds, there is a benzene ring that increases the strength of the product. On the other hand, there is also a third type of amine in the skeleton, which increases the mechanical properties of the polyurethane. In this study will investigate the synthesis methods of bis (2-hydroxypropyl) aniline (Isonol C100) and bis (2-hydroxyethyl) aniline. Many of the methods have used aniline, ethylene oxide or 2-chloroethanol to synthesize bis (2-hydroxyethyl) aniline and propylene oxide and aniline to synthesize Isonol C100.

    Keywords: Propellants, N, N-Bis (2-hydroxypropyl) Aniline (Isonol C100), Bis (2-hydroxyethyl) Aniline, ChainsExtender
  • N. Zohari, I. Ranjbar Bajestani*, F. Abrishami Pages 69-81

    Promote chemical technologies is an innovation that reduce or eliminate use or production of hazardous materials in the design, manufacture and use of chemical products. According to this law, reduce pollution at source is fundamentally different and more desirable than waste management and pollution control. Nowadays, this new approach known as green chemistry, which is: The design of chemical products and processes that reduce or destroy use and generate substances harmful to human health and the environment. In this article, chemical compounds containing the new tetrazoles includes N- oxide group, which belongs to high energetic compounds, has been discussed and compared with conventional explosives. In this comparison, it is seen that some -N-oxide compounds have better properties and performance compared to conventional explosives. So they could be suitable alternatives for propellants and explosives.

    Keywords: Green Chemistry, Green High-Energetic Compounds, Tetrazole N- Oxides, TKX-50