Modification of the burning layer of nitrocellulose powders with liquid nitroesters

• Autorzy: Cieślak Katarzyna , Gołofit Tomasz , Tomaszewski Waldemar , Chmielarek Michał , Maksimowski Paweł , Pawłowski Wojciech

Identyfikatory

DOI

10.22211/matwys/0209

Warianty tytułu

PL

Modyfikacja warstwy palnej prochów nitrocelulozowych za pomocą ciekłych nitroestrów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article describes the use of liquid nitroesters (nitroglycerine, dinitrodiethyleneglycol and dinitrotriethyleneglycol) as modifiers of the burning layer of nitrocellulose powders. The properties of the modified powder were determined and compared with those of the base powder. The modification process did not change the powder’s geometry. The increase in heat of combustion is obtained by using a larger amount of nitroglycerine (from 6 to 8 phr) or by using dinitrotriethyleneglycol without an inert polymer. By using the appropriate composition and type of modifiers, a similar intensity of gas formation was obtained for different nitroesters. A faster loss of the stabilizer was observed for the powders with nitroglycerine. All modified powders will be stable for 10 years of storage at 25 °C.

PL

W artykule opisano zastosowanie ciekłych nitroestrów (nitrogliceryny, dinitrodietylenoglikolu i dinitrotrietylenoglikolu) jako modyfikatorów warstwy palnej prochów nitrocelulozowych. Określono właściwości prochów modyfikowanych i porównano je z prochem bazowym. Stwierdzono, że proces modyfikacji nie wpływa na zmianę geometrii prochów. Wzrost kaloryczności uzyskuje się przy zastosowaniu większej ilości nitrogliceryny (od 6 do 8 phr) lub zastosowaniu dinitrotrietylenoglikolu bez inertnego polimeru. Stosując odpowiedni skład i rodzaj modyfikatorów uzyskano zbliżoną intensywność powstawania gazów dla różnych nitroestrów. Dla prochów z nitrogliceryną zaobserwowano szybszy ubytek stabilizatora. Wszystkie modyfikowane prochy będą stabilne przez 10 lat składowania w temperaturze 25 °C.

Słowa kluczowe

EN

nitrocellulose powder; nitroglycerine; dinitrotriethyleneglycol; dinitrodiethyleneglycol; ballistic properties

PL

proch nitrocelulozowy; nitrogliceryna; dinitrotrietylenoglikol; dinitrodietylenoglikol; właściwości balistyczne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Przemysłu Organicznego
• Czasopismo: Materiały Wysokoenergetyczne
• Rocznik: 2021
• Tom: T. 13
• Strony: 48--58
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Cieślak Katarzyna

• Warsaw University of Technology, Faculty of Chemistry, Department of High-Energetic Materials, 3 Noakowskiego Street, 00-664 Warsaw, Poland

autor

Gołofit Tomasz

• Warsaw University of Technology, Faculty of Chemistry, Department of High-Energetic Materials, 3 Noakowskiego Street, 00-664 Warsaw, Poland

autor

Tomaszewski Waldemar

• Warsaw University of Technology, Faculty of Chemistry, Department of High-Energetic Materials, 3 Noakowskiego Street, 00-664 Warsaw, Poland

autor

Chmielarek Michał

• Warsaw University of Technology, Faculty of Chemistry, Department of High-Energetic Materials, 3 Noakowskiego Street, 00-664 Warsaw, Poland

autor

Maksimowski Paweł

• Warsaw University of Technology, Faculty of Chemistry, Department of High-Energetic Materials, 3 Noakowskiego Street, 00-664 Warsaw, Poland

autor

Pawłowski Wojciech

• Warsaw University of Technology, Faculty of Chemistry, Department of High-Energetic Materials, 3 Noakowskiego Street, 00-664 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Leonov G.N. Some Aspects of the Effect of the Porosity of the Condensed Phase on the Combustion of Nitrocellulose Propellants. Combust. Explos. Shock Waves 2008, 44: 547-551.
• [2] Sieriebriakow M. Internal Ballistics. (in Polish) Warsaw: Wyd. Ministerstwa Obrony Narodowej, 1955.
• [3] Teeple O.J. Process of Producing Propellant Powder. Patent US 1310848, 1919.
• [4] Woodbridge R.G. Process of Making Propellent Powder. Patent US 1396493, 1921.
• [5] O’Neil A.S. Process of Producing Propellent Explosives. Patent US 1311909, 1919.
• [6] Weldin L.C. Progressive Burning Smokeless Powder. Patent US 2201640, 1940.
• [7] Bonyata J.O., Rohrbaugh L.G. Process of Making Deterrent-coated and Graphite-glazed Smokeless Powder. Patent US 3637444, 1972.
• [8] Woodbridge R.G. Process of Making Propellent Powder. Patent US 1379073, 1921.
• [9] Thompson T. Surface Coated Propellent Explosive Powders. Patent US 2407967, 1946.
• [10] Maag R.H. Smokeless Powder. Patent US 3037891, 1962.
• [11] Wagner W.E. Propellant Powder and Process of Making the Same. Patent US 1862914, 1932.
• [12] Wagner W.E. Propellant Powder and Process of Making the Same. Patent US 1862915, 1932.
• [13] Cieślak K., Gańczyk-Specjalska K., Drożdżewska-Szymańska K., Uszyński M. Effect of Stabilizers and Nitrogen Content on Thermal Properties of Nitrocellulose Granules. J. Therm. Anal. Calorim. 2021, 143: 3459-3470.
• [14] Cieślak K., Ostaszewski D., Książczak A. Study of the Structure of Seven- and Single-perforated Base Propellants for Medium and Small Ammunition Caliber. (in Polish) Problemy Techniki Uzbrojenia 2011, 117(1): 37-44.
• [15] Książczak A., Pawłowski W., Cieślak K. Interaction of Liquid Nitrate Esters with Nitrocelluloses Granules in Aspect of Production of Solid Propellants. (in Polish) Problemy Techniki Uzbrojenia 2009, 110(2): 103-112.
• [16] Definition and Determination of Ballistic Properties of Gun Propellants. STANAG 4115, 2004.
• [17] Explosives, Nitrocellulose Based Propellants, Stability Test Procedure and Requirements Using Heat Flow Calorimetry. STANAG 4582, 2003.
• [18] Tomaszewski W., Cieślak K., Zygmunt A. Influence of Processing Solvents on Decomposition of Nitrocellulose in Smokeless Powders Studied by Heat Flow Calorimetry. Polym. Degrad. Stab. 2015, 111: 169-175.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).