PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Conventional and alternative nitrocellulose stabilisers used in gun propellants

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Konwencjonalne i alternatywne stabilizatory nitrocelulozy stosowane w prochach
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The European Union industry must adapt to the requirements of the REACH regulations, which aim to improve human health and to protect the environment by using less toxic chemicals. The technology for producing nitrocellulose propellants utilises stabilisers that bond volatile products with autocatalytic properties of nitroester degradation. During this process, N-nitroso derivatives are formed, which exhibit toxic/carcinogenic properties. Moreover, some of the impurities found in stabilisers are characterised by toxic properties (e.g. in diphenylamine). In recent years, intensive research has been carried out on alternative nitrocellulose stabilisers with properties similar to or better than conventional stabilisers. The published studies on this subject mainly present research on chromatographic analysis, evaluation of stability using various methods and thermochemical analysis.
PL
Przemysł w Unii Europejskiej musi dostosować się do wymagań stawianych w rozporządzeniu REACH, które ma na celu polepszenie zdrowia człowieka i ochrony środowiska poprzez stosowanie mniej toksycznych substancji chemicznych. W technologii wytwarzania prochów nitrocelulozowych stosuje się stabilizatory, które wiążą lotne produkty o właściwościach autokatalitycznych rozkładu nitroestrów. W trakcie tego procesu powstają N-nitrozopochodne, które mają właściwości toksyczne/kancerogenne. Również niektóre zanieczyszczenia występujące w stabilizatorach charakteryzują się właściwościami toksycznymi (np. w difenyloaminie). W ostatnich latach prowadzone są intensywne badania nad alternatywnymi stabilizatorami nitrocelulozy, które będą charakteryzowały się właściwościami zbliżonymi lub lepszymi do konwencjonalnych stabilizatorów. W opublikowanych pracach w tej tematyce przedstawiane są głównie badania z analiz chromatograficznych, stabilności różnymi metodami oraz analiz termochemicznych.
Rocznik
Tom
Strony
73--82
Opis fizyczny
Bibliogr. 44 poz., rys., tab.
Twórcy
  • Łukasiewicz Research Network – Institute of Industrial Organic Chemistry, 6 Annopol Street, 03-236 Warsaw, Poland
Bibliografia
  • [1] Wilker S., Heeb G., Vogelsanger B., Petržílek J., Skládal J. 2007. Triphenylamine – A “new” stabilizer for nitrocellulose based Propellants – Part I: Chemical stability studies. Propellants Explos. Pyrotech. 32 (2):135-148.
  • [2] Fryš O., Bajerová P., Eisner A., Skládal J., Ventura K. 2011. Utilization of new non-toxic substances as stabilizers for nitrocellulose-based propellants. Propellants Explos. Pyrotech. 36 (4): 347-355.
  • [3] Fernandez de la Ossa M.A., Torre M., García-Ruiz C. 2012. Nitrocellulose in propellants: Characteristics and thermal properties. Adv. Mater. Sci. Res. 7: 201-220.
  • [4] Moniruzzaman M., Bellerby J.M., Vagerwal S. 2011. Effect of sample crystallinity on the thermal and photo-degradation of nitrocellulose. Int. Conf. ICT, Proc., 42: 100/1-100/11.
  • [5] Sovizi M.R., Hajimirsadeghi S.S., Naderizadeh B. 2009. Effect of particle size on thermal decomposition of nitrocellulose. J. Hazard. Mater. 168 (2): 1134-1139.
  • [6] Pourmortazavi S.M., Hosseini S.G., Rahimi-Nasrabadi M., Hajimirsadeghi S.S., Momenian H. 2009.Effect of nitrate content on thermal decomposition of nitrocellulose. J. Hazard. Mater. 162 (2): 1141-1144.
  • [7] Curtis N.J., Kempson R.M., Turner A.R., White A. 1990. Alternative stabilisers: reactivity and analysis DSTO Publications.
  • [8] Agrawal J.P. 2010. Status of Explosives. In: High Energy Materials: Propellants, Explosives and Pyrotechnics. 69-162. WILEY VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
  • [9] Trache D., Tarchoun A.F. 2018. Stabilizers for nitrate ester-based energetic materials and their mechanism of action: a state-of-the-art review. J. Mater. Sci. 53 (1): 100-123.
  • [10] de Klerk W.P.C. 2015. Assessment of Stability of Propellants and Safe Lifetimes. Propellants Explos. Pyrotech. 40 (3): 388-393.
  • [11] Lussier L.S., Gagnon H., Bohn M.A. 2000. On the Chemical Reactions of Diphenylamine and its Derivatives with Nitrogen Dioxide at Normal Storage Temperature Conditions. Propellants Explos. Pyrotech. 25 (3): 117-125.
  • [12] Lindblom T. 2002. Reactions in Stabilizer and Between Stabilizer and Nitrocellulose in Propellants. Propellants Explos. Pyrotech. 27 (4): 197-208.
  • [13] Suceska M., Rajic M. 2002. Thermal characterisation of stable and unstable nitrocellulose propellant. Int. Conf. ICT, Proc., 33rd, 98/1-98/17.
  • [14] Katoh K., Yoshino S., Kubota S., Wada Y., Ogata Y., Nakahama M., Kawaguchi S., Arai M. 2007. The Effects of Conventional Stabilizers and Phenol Compounds Used as Antioxidants on the Stabilization of Nitrocellulose. Propellants Explos. Pyrotech. 32 (4): 314-321.
  • [15] Drzyzga O. 2003. Diphenylamine and derivatives in the environment: a review. Chemosphere 53 (8):809-818.
  • [16] Trache D., Khimeche K. 2013. Study on the influence of ageing on chemical and mechanical properties of N,N′-dimethyl-N,N′-diphenylcarbamide stabilized propellants. J. Therm. Anal. Calorim. 111 (1): 305-312.
  • [17] Trache D., Khimeche K. 2013. Study on the influence of ageing on thermal decomposition of double-base propellants and prediction of their in-use time. Fire Mater. 37 (4): 328-336.
  • [18] Boers M.N., de Klerk W.P.C. 2005. Lifetime prediction of EC, DPA, Akardite II and MNA stabilized triple base propellants: comparison of heat generation rate and stabilizer consumption. Propellants Explos. Pyrotech. 30 (5): 356-362.
  • [19] Dejeaifve A., Berton V., Dobson R. 2014. Stabilized nitrocellulose-based propellant composition. Patent US 20160236998 A1.
  • [20] Dejeaifve A., Monseur L., Dobson R. 2016. Making progress towards “greener” propellants. Int. Nitrocellulose Symp., Proc., 7.
  • [21] Dejeaifve A., Berton V., Dobson R. 2015. Nitrocellulose based propellant composition stabilized with a substituted phenol stabilizer. Patent WO 2015/049284 A1.
  • [22] Dejeaifve A., Dobson R. 2016. Ionone stabilisers for nitrocellulose-based propellants. Patent WO 2016/135227 A1.
  • [23] Dejeaifve A., Dobson R. 2016. Tocopherol stabilisers for nitrocellulose-based propellants. Patent WO 2016/135228 A1.
  • [24] Dejeaifve A., Berton V., Dobson R. 2015. Nitrocellulose-based propellant composition stabilized with a trialkoxy benzene stabilizer. Patent WO 2015/049285 A1.
  • [25] Zayed M.A., Soliman A.A.W., Hassan M.A. 2000. Evaluation of malonanilides as new stabilizers for double-base propellants. (I). J. Hazard. Mater. 73 (3): 237-244.
  • [26] Zayed M.A., Mohamed A.A., Hassan M.A.M. 2010. Stability studies of double-base propellants with centralite and malonanilide stabilizers using MO calculations in comparison to thermal studies. J. Hazard. Mater. 179 (1-3): 453-461.
  • [27] Zayed M.A., Hassan M.A. 2010. Stability of non-isothermally treated double-base propellants containing different stabilizers in comparison with molecular orbital calculations. Propellants Explos. Pyrotech. 35 (5): 468-476.
  • [28] Shehata A.B., Hassan M.A. 2002. Poly N-(4-chlorophenyl), poly N-(4-methylphenyl) acrylamides and the copolymer of their monomers as stabilizers for nitrocellulose. Polym. Degrad. Stab. 77 (3): 355-370.
  • [29] Zayed M.A., El-Begawy S.E.M., Hassan H.E.S. 2012. Enhancement of stabilizing properties of doublebase propellants using nano-scale inorganic compounds. J. Hazard. Mater. 227-228: 274-279.
  • [30] Błądek J., Cudziło S., Pietrzyk S., Wilker S. 2010. A novel method for testing propellant stabilizers. Cent. Eur. J. Energ. Mater. 7 (4): 281-287.
  • [31] Gańczyk K., Książczak A. 2014. Affecting between stabilizers and a nirocellulose matrix. (in Polish, ed. transl.) Int. Armament Conf. Naukowe Aspekty Techniki Uzbrojenia i Bezpieczeństwa, Proc. 10th, 397-418.
  • [32] Trache D., Khimeche K., Benziane M., Dahmani A. 2013. Solid-liquid phase equilibria for binary mixtures of propellant’s stabilizers. J. Therm. Anal. Calorim. 112 (1): 215-222.
  • [33] Ufnalski W. 2008. Równowaga ciecz-kryształ w układach dwuskładnikowych. (in Polish) In: Równowagi i diagramy fazowe algorytmy obliczeń, interpretacje i symulacje komputerowe. Warsaw: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 120-177.
  • [34] Huang C.-C., Chen, Y.-P. 2000. Measurements and model prediction of the solid-liquid equilibria of organic binary mixtures. Chem. Eng. Sci. 55 (16): 3175-3185.
  • [35] Chen Y.-P., Tang M., Kuo J.-C. 2005. Solid-liquid equilibria for binary mixtures of N-phenylacetamide with 4-aminoacetophenone, 3-hydroxyacetophenone and 4-hydroxyacetophenone. Fluid Phase Equilib. 232 (1): 182-188.
  • [36] Gańczyk K. 2017. Właściwości nitrocelulozy w aspekcie technologii stałych paliw rakietowych otrzymywanych metodą zasypową. (in Polish) PhD Thesis, Politechnika Warszawska.
  • [37] Bielański A. 2002. Reguła faz. (in Polish) In: Podstawy chemii nieorganicznej. Vol. I, 5th ed., 325-327, Warsaw: Wydawnictwo Naukowe PWN.
  • [38] Benziane M., Khimeche K., Dahmani A., Nezar S., Trache D. 2013. Experimental determination and prediction of (solid + liquid) phase equilibria for binary mixtures of heavy alkanes and fatty acids methyl esters. J. Therm. Anal. Calorim. 112 (1): 229-235.
  • [39] Trache D., Khimeche K., Dahmani A. 2013. Study of (solid-liquid) phase equilibria for mixtures of energetic material stabilizers and prediction for their subsequent performance. Int J. Thermophys. 34 (2): 226-239.
  • [40] Trache D., Khimeche K., Benelmir R., Dahmani A. 2013. DSC measurement and prediction of phase diagrams for binary mixtures of energetic materials’ stabilizers. Thermochim. Acta 565: 8-16.
  • [41] Mekki A., Khimeche K., Dahmani A. 2010 Measurement and prediction of (solid + liquid) equilibria of gun powder’s and propellant’s stabilizers mixtures. J. Chem. Thermodyn. 42 (8): 1050-1055.
  • [42] Chelouche S., Trache D., Pinho S.P., Khimeche K. 2019 Experimental and modeling studies of binary organic eutectic systems to be used as stabilizers for nitrate esters-based energetic materials. Fluid Phase Equilib. 498: 104-115.
  • [43] Whitworth E. 1933. Propellant explosive. Patent US 2003914 A.
  • [44] Chelouche S., Trache D., Neves C.M.S.S., Pinho S.P., Khimeche K., Benziane M. 2018. Solid + liquid equilibria and molecular structure studies of binary mixtures for nitrate ester’s stabilizers: Measurement and modeling. Thermochim. Acta 666: 197-207.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-6a56a3bb-4551-46f8-a0ee-bf9d6508122a
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.