Methods of modifying single base propellants using centralite I, dibutyl phthalate and rosin

• Autorzy: Cieślak Katarzyna , Gańczyk-Specjalska Katarzyna

Identyfikatory

DOI

10.22211/matwys/0221

Warianty tytułu

PL

Metody modyfikacji prochów jednobazowych z wykorzystaniem centralitu I, ftalanu dibutylu i kalafonii

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Modification processes were carried out using combustion modifiers such as centralite I, dibutyl phthalate (DBP) and rosin. Modifications were carried out using three methods: water, alcohol and suspension. The effect of the amount and type of combustion modifiers and the method of their introduction on the change in the properties of the powders, was studied. The effective introduction of rosin without intergrain adhesion can be achieved using only the alcohol method. It was found that the geometry of the powders after modification did not change. The method of conducting the process affects the thickness of the modified layer in the range of 12 to 24%. In propellants modified by the alcohol method with rosin, a reduction in dynamic vivacity and an increase in bulk density were observed relative to the original propellant. All modification processes reduced the calorific value relative to the original propellant. Modifications carried out from an aqueous suspension reduce dynamic vivacity relative to the original propellant at the initial stage of combustion.

PL

Przeprowadzono procesy modyfikacji stosując takie modyfikatory spalania jak: centralit I, ftalan dibutylu (DBP) i kalafonia. Modyfikacje prowadzono trzema metodami: wodną, alkoholową i zawiesinową. Zbadano wpływ ilości i rodzaju modyfikatorów spalania oraz metody ich wprowadzania na zmianę właściwości prochów Efektywne wprowadzenie kalafonii bez adhezji międzyziarnowej można osiągnąć stosując jedynie metodę alkoholową. Stwierdzono, że geometria prochów po modyfikacji nie uległa zmianie. Sposób prowadzenia procesu wpływa na grubość warstwy zmodyfikowanej w zakresie od 12 do 24%. W prochu modyfikowanym metodą alkoholową z kalafonią zaobserwowano obniżenie żywości dynamicznej oraz zwiększenie gęstości usypowej względem prochu bazowego. Wszystkie procesy modyfikacji wpłynęły na obniżenie kaloryczności względem prochu bazowego. Modyfikacje prowadzone z zawiesiny wodnej obniżają żywość dynamiczną względem prochu bazowego w początkowym etapie spalania.

Słowa kluczowe

EN

modification of combustible layer; change of powder properties; rosin; centralite I; dibutyl phthalate

PL

modyfikacja warstwy palnej; zmiana właściwości prochu; kalafonia; centralit I; ftalany dibutylu

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Przemysłu Organicznego
• Czasopismo: Materiały Wysokoenergetyczne
• Rocznik: 2022
• Tom: T. 14
• Strony: 107--116
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Cieślak Katarzyna

• Department of High Energy Materials, Faculty of Chemistry, Warsaw University of Technology, 3 Noakowskiego St., 00-664 Warszawa, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-5418-5763

autor

Gańczyk-Specjalska Katarzyna

• Łukasiewicz Research Network – Institute of Industrial Organic Chemistry, 6 Annopol St., 03-236 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-8394-1513

Bibliografia

• [1] Brodman B.W., Sipia Jr. J.A., Schwartz S. Diffusion of Deterrents into a Nitrocellulose Matrix. An Example of Diffusion with Interaction. J. Appl. Polym. Sci. 1975, 19(7): 1905-1909.
• [2] Książczak A., Książczak T. Nitrocellulose Nanostructures of the Main Component of Propellants. (in Polish) VII Int. Armament Conf. Pułtusk, Poland, October 8-10, 2008.
• [3] Li S-Y., Li Y., Ding Y-J., Liang H., Xiao Z-L. One-Step Green Method to Prepare Progressive Burning Gun Propellant through Gradient Denitration Strategy. Def. Technol. November, Available online 18 November 2021, https://doi.org/10.1016/j.dt.2021.11.009 [retrevied 20.08.2022].
• [4] Woodbridge Jr R.G. Process of Making Propellent Powder. Patent US 1379073, 1921.
• [5] Williams W.J. Smokeless Powder and Process of Making Same. Patent US 0825168, 1906.
• [6] Parate B.A., Salkar Y.B., Chandel S., Shekhar H. A Novel Method for Dynamic Pressure and Velocity Measurement Related to a Power Cartridge Using a Velocity Test Rig for Water-Jet Disruptor Applications. Cent. Eur. J. Energ Mater. 2019, 16(3): 319-342.
• [7] Gańczyk-Specjalska K., Cieślak K., Zembrzucka K. Thermal Properties of Modified Single-Base Propellants. Mater. Wysokoenerg. (High Energy Mater.) 2021, 13: 59-69.
• [8] Książczak A., Książczak T., Ostaszewski D. Influence of Modifiers on the Structure of the Combustible Layer and Ballistic Properties of Gunpowder for Sub-Caliber Ammunition 23-mm. (in Polish) Problemy Techniki Uzbrojenia 2009, 38(110): 113-121.
• [9] O’Neil A.S. Process of Producing Propellent Explosives. Patent US 1311909, 1919.
• [10] Maag R.H. Smokeless Powder. Patent US 3037891, 1962.
• [11] Cieślak K., Gołofit T., Tomaszewski W., Chmielarek M., Maksimowski P., Pawłowski W. Modification of the Burning Layer of Nitrocellulose Powders with Liquid Nitroesters. Mater. Wysokoenerg. (High Energy Mater.) 2021, 13: 48-58.
• [12] Jones A., Warrender G., Porter D., Barber N. A Reduced Toxicity Deterrent for Single Base Propellants. IMEMTS Conf. Rome, I, May 18-21, 2015. https://imemg.org/wp-content/uploads/2015/06/4A-3-JONES-day1-imemts2015.pdf [retrevied 24.08. 2022].
• [13] Książczak A., Książczak T. Impregnation of 12/7 Single-base Propellant for Large-caliber Ammunition. (in Polish) Warsaw: Warsaw University Technology Report Res. Dev. Proj. No 81/10113/0205, 2006, [unpublished].
• [14] Książczak A. Development of the Basics of the Propellant Impregnation Technology on the Example of 23 mm Sub-caliber Ammunition and Ammunition standard NATO 7.62x51 mm. (in Polish). Warsaw: Warsaw University Technology Report Res. Dev. Proj. No R0002602, 2010, [unpublished].
• [15] Książczak A. Development of a New Method of Removing Ether and Ethanol and Modification of the Combustible Layer of Propellant for an Experimental Scale for Anti-Aircraft Ammunition. (in Polish) Warsaw: Warsaw University Technology Report Res. Dev. Proj. No OR00004312, 2014, [unpublished].
• [16] Definition and Determination of Ballistic Properties of Gun Propellants. STANAG 4115, Ed 2, 1997.
• [17] Explosives, Nitrocellulose Based Propellants, Stability Test Procedures and Requirements UsingStabilizer Depletion ‒ Implementation of AOP-48. STANAG 4620 Ed 2, 2008.