Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Exploring the Influence of NC on the Crystallization of HTPE

Ren Zhi, Li Xiaojiang, Liu Meng, Zhang Xi, Xie Linsheng

Central European Journal of Energetic Materials

|

2023

|

Vol. 20, no. 3

318--339

EN

A series of polymer blends of nitrocellulose (NC) and hydroxy terminated polyether (HTPE) in different proportions were prepared by a solution mixing method. The diffraction peak positions and peak intensities of the blends were analyzed by X-ray diffraction. The relative crystallinity of HTPE in the blends was analyzed by differential scanning calorimetry. The crystal morphology of the NC/HTPE blends was observed with a polarizing microscope. The results demonstrated that there is a certain degree of crystallinity in pure HTPE, while the crystallinity of NC/HTPE blends was gradually decreased as NC was added. In addition, when the mass fraction of NC in the blends was more than 40%, the crystallinity of the blends was hardly observed by these characterization methods, which demonstrated that the crystallinity of HTPE could be easily inhibited by NC.

2

Development trends in artillery ammunition propellants

Szala Mateusz

Materiały Wysokoenergetyczne

|

2020

|

T. 12(2)

5--16

EN

A short history of nitrocellulose (NC) use in propellants is discussed. The advantages and disadvantages of NC as a semi-synthetic component of powders and rocket propellants are presented. Based on the conventional classification of propellants, the options of eliminating nitrocellulose in different types of powders and rocket propellants are discussed in detail. The analysis shows that in the foreseeable future, the elimination of NC in single-base and double-base propellants is highly unlikely. The observed trends in triple-base propellant development also does not show any tendencies in the elimination of NC, only the replacement of nitroguanidine with cyclic nitroamines. However, the elimination of NC in LOVA composite propellants is probable. Synthetic, rubber-based solid composite rocket propellants, with ammonium perchlorate as the oxidizer, are the only ones not dependent on NC.

PL

Przedstawiono krótki rys historyczny stosowania nitrocelulozy (NC) w materiałach miotających. Przedyskutowano wady i zalety NC jako półsyntetycznego składnika prochów i paliw rakietowych. Następnie stosując klasyczny podział materiałów wybuchowych miotających szczegółowo przedyskutowano możliwości eliminacji nitrocelulozy z poszczególnych rodzajów prochów i paliw rakietowych. Na podstawie przeprowadzonych analiz zauważono, że w perspektywie najbliższych lat eliminacja NC z prochów jedno- i dwubazowych jest bardzo mało prawdopodobna. Obserwowane tendencje w rozwoju prochów trójbazowych również nie wskazują na eliminację NC a jedynie na zastępowanie nitroguanidyny za pomocą cyklicznych nitroamin. Prawdopodobna jest eliminacja NC z prochów kompozytowych typu LOVA. Jedynie stałe heterogeniczne paliwa rakietowe na bazie kauczuków syntetycznych oraz chloranu(VII) amonu, jako utleniacza, zostały uniezależnione od NC.

3

Self-extinguishing low-nitrogen nitrocellulose based on synergistic effect of dimethyl methylphosphonate and long-chain chlorinated paraffin

Yang X., Wang J., Song T., Li Z., Hao J.

Polimery

|

2018

|

T. 63, nr 6

424--435

EN

A series of flame retardant low-nitrogen nitrocelluloses (FR/NCs) containing different weight ratios of dimethyl methylphosphonate (DMMP) and long-chain chlorinated paraffin (CP) were directly prepared by blending method, and the burning behaviors, thermal and mechanical properties, pyrolysis process and char residues were investigated.The results showed that (DMMP/CP = 8/2)/NC at a total flame retardant loading of 17 wt % displayed the self-extinguishing behavior following a multi-flame retardancy mechanism with synergistic effect that includes gas-phase effects, endothermic effectsand slightly condensed-phase effects of flame retardancy. In addition, the tensile properties of the (DMMP/CP = 8/2)/NC revealed a synergistic plasticization effect, which could enhance the flexibility of NC. This new system provided a reference for improving a safety storage and widely application of NC in the future.

PL

Metodą bezpośredniego mieszania składników otrzymano serię trudnopalnej nitrocelulozy o małym udziale azotu (NC) zawierającej dimetylofosfonian metylu (DMMP) zmieszany w różnych stosunkach masowych z długołańcuchową chlorowaną parafiną (CP). Oceniano właściwości palne, termiczne i mechaniczne wytworzonych mieszanin, badano również proces ich pirolizy, a także zwęgloną pozostałość po spaleniu. Stwierdzono, że mieszanina (DMMP/CP = 8/2)/NC z udziałem 17 % mas. uniepalniaczy charakteryzowała się zdolnością do samogaśnięcia w wyniku synergicznego wielofazowego mechanizmu uniepalniającego, obejmującego fazy gazową i częściowo skondensowaną, a także efekt endotermiczny. Dodatkowo właściwości wytrzymałościowe przy rozciąganiu wspomnianej mieszaniny wskazywały na synergiczne działanie plastyfikujące zastosowanych związków uniepalniających. Opracowana mieszanina pozwala na zwiększenie bezpieczeństwa przechowywania i użytkowania nitrocelulozy.

4

System and Method for Simultaneous Measurement of Nitrogen Content and Uniformity of Nitration of Nitrocellulose

Liu Y., Shao Z., Wang W., Li W., Lv Y., Sun J.

Central European Journal of Energetic Materials

|

2018

|

Vol. 15, no. 4

554--571

EN

Nitrocellulose (NC) is a common, commercially available, cellulosederived material and has been functionalized and widely applied in microfluidic technology, immunoassays and biochemical analyses. However, existing testing parameters always fail to completely and accurately reflect its inherent quality. In this study, we have designed and assembled a novel automatic polarizing microscope test system (PMTS) to scientifically test the nitrogen content and uniformity of nitration of NC based on the chromogenic principle of a polarization microscope. The advantages of this system are: (i) the PMTS requires less sample (only a few micrograms); (ii) the test period is shorter and the results can be obtained within 20 min; (iii) the method belongs to the nondestructive testing group, and the NC sample is not burned, dissolved, or damaged; and (iv) this method has increased accuracy, and the deviation of the nitrogen content is less than ±0.05%. The properties of various NC samples prepared by different nitricsulfuric acid systems from raw materials with diverse maturities were determined via PMTS. Five NC samples with different nitrogen contents (10.9%, 11.5%, 11.8%, 12.6% and 13.5%) were tested, and the variance of the corresponding uniformity of nitration of these samples were 3.17, 1.61, 1.15, 1.76, and 2.83. The uniformity of nitration initially decreased and then increased with increasing nitrogen content, and the best uniformity of nitration appeared at a nitrogen content of 12%. We also found that fibre maturity has a positive effect on the uniformity of nitration. This testing device and method, with its cost-effectiveness and field-portability, can significantly improve the accuracy of nitration content and uniformity, and has an important value in practical applications.

5

Thermal stability and mechanical properties of hybrid materials based on nitrocellulose grafted by aminopropylisobutyl polyhedral oligomeric silsesquioxane

Yang X., Wang Y., Li Y., Li Z., Song T., Liu X., Hao J.

Polimery

|

2017

|

T. 62, nr 7-8

576--587

EN

The need for improvement in nitrocellulose (NC) storage safety and convenience of application requires an increase in NC thermal stability and enhancement of its mechanical properties. To this aim, hybrid materials were synthesized by grafting NC with aminopropylisobutyl polyhedral oligomeric silsesquioxane (amino-POSS) using isophorone diisocyanate (IPDI) as a crosslinking agent. The structure and elemental composition of the resulting products were confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), nuclear magnetic resonance (1H NMR and 29Si NMR), X-ray diffraction (XRD), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). It was found, based on the silicon mapping using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), that amino-POSS was well dispersed in NC matrix. Differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA) studies showed that hybrid amino-POSS-NC materials have higher thermal decomposition activation energy (Ea) compared to NC control sample. According to TGA results, the temperatures of 5 % weight loss (T5 %) and 50 % weight loss (T50 %) as well as the residual masses at 240 °C (CR240 °C), were increased as a result of NC modification with amino-POSS. As can be seen from the digital and scanning electron microscopy (SEM) images, the char layers of amino-POSS-NC hybrid materials after burning in air became more compact with increasing amino-POSS content. XPS studies have shown an increased content of the graphitized carbon in the char residues of the modified samples. The results of DSC, TGA, SEM and XPS studies have directly proved the enhancement of the thermal stability of amino-POSS-NC hybrid materials. In addition, tensile strengths and Young's moduli of amino-POSS-NC hybrid materials were increased gradually with the amino-POSS content in the uniaxial tensile tests. All these results show that the proposed modification of nitrocellulose improves the safety of manufacture and use of this material.

PL

Poprawa bezpieczeństwa przechowywania nitrocelulozy (NC) wymaga zwiększenia jej stabilności termicznej, a wygoda używania poprawy właściwości mechanicznych. W tym celu zsyntetyzowano materiały hybrydowe, w których NC szczepiono oligomerycznym wielofunkcyjnym aminopropyloizobutylosilseskwioksanem (amino-POSS) stosując jako środek sieciujący izoforonodiizocyjanian (IPDI). Strukturę i skład otrzymanych materiałów potwierdzono za pomocą spektroskopii w podczerwieni z transformatą Fouriera (FT-IR), jądrowego rezonansu magnetycznego (1H NMR i 29SiNMR), dyfraktometrii rentgenowskiej (XRD) oraz spektroskopii fotoelektronów rentgenowskich (XPS). Na podstawie wyników badań mapowania Si, otrzymanych metodą spektroskopii dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego (EDS), stwierdzono, że amino-POSS został dobrze zdyspergowany w matrycy NC. Badania stabilności termicznej przeprowadzone za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) wykazały, że materiały hybrydowe typu amino-POSS-NC charakteryzują się większymi wartościami energii aktywacji rozkładu termicznego (Ea) niż próbka kontrolna NC. Zgodnie z wynikami analizy termograwimetrycznej (TGA) wartości temperatury ubytku 5 % (T5 %) i 50% (T50 %) masy próbki oraz pozostałości masy w temperaturze 240 °C (CR240 °C) zwiększały się na skutek modyfikacji NC za pomocą amino-POSS. Według fotografii cyfrowych i fotografii wykonanych metodą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) warstwy węglowe powstałe po spaleniu materiałów hybrydowych w powietrzu wraz ze zwiększeniem zawartości amino-POSS stawały się coraz bardziej zwarte, a wyniki badań XPS wykazały, że tworzyło się coraz więcej węgla w postaci grafitu. Wszystkie wyniki DSC, TGA, SEM i XPS dowodzą poprawy stabilności termicznej materiałów hybrydowych amino-POSS-NC. Stwierdzono także, że wytrzymałość na rozciąganie i moduł Young'a podczas prób jednoosiowego rozciągania materiałów hybrydowych rosną ze zwiększaniem się zawartości amino-POSS. Wyniki wszystkich przeprowadzonych badań dowodzą, że zaproponowana modyfikacja NC poprawia bezpieczeństwo wytwarzania i użytkowania tych materiałów w porównaniu z niemodyfikowanym NC.

6

Determination of the Rate of Ignition of Nitrocellulose by Resistance Wire for the Igniter of KV 150 M2

Kuracina R., Szabová Z., Pastier M., Menčík M.

Central European Journal of Energetic Materials

|

2017

|

Vol. 14, no. 2

461--468

EN

STN EN 14034 Standard defines the requirements of an igniter for the determination of the explosion characteristics of dust clouds. In order to allow the correct adjustment of the triggering of the igniter (filled with nitrocellulose) by a resistance wire, measurement of the time from the instant of triggering of a real igniter of nitrocellulose were performed by high-speed movie camera recording. This article describes the parameters and results of this igniter.

7

Preparation and Properties of RDX-Nitrocellulose Microspheres

Shi X., Wang J, Li X.

Central European Journal of Energetic Materials

|

2016

|

Vol. 13, no. 4

871--881

EN

A new insensitive explosive based on RDX and with Nitrocellulose (NC) as binder has been prepared using a flash vaporization process. Scanning electron microscopy was used to characterize the morphology and particle size of the resulting RDX-NC microspheres. X-ray photoelectron spectroscopy, Differential Scanning Calorimetry, impact sensitivity, vacuum stability and burning rate of raw RDX, RDX-NC and RDX-1 were also used to characterize the explosive. The RDX-NC microspheres were found to have a fibrous surface. The microspheres ranged in size from 0.5 μm to 4 μm. The NC formed a coat on the surface of the RDX. The activation energies of raw RDX, RDX-1 and RDX-NC were found to be 200.8 kJ·mol−1, 183.9 kJ·mol−1 and 187.2 kJ·mol−1, respectively. The drop heights of raw RDX, RDX-1 and RDX-NC were found to be 21.3 cm, 51.7 cm and 82.9 cm, respectively. The friction sensitivity of RDX-NC was lower than that of raw RDX and RDX-1. In the vacuum stability test, the volumes of evolved gas from raw RDX, RDX-1 and RDX-NC were 0.12 mL·g−1, 0.12 mL·g−1, and 0.09 mL·g−1, respectively. The burning rates of RDX-NC-based propellants were higher than that of RDX-1 and raw RDX based propellants at 5-15 MPa. The burning rate pressure exponent of RDX-NC based propellants is 0.9929 at 40-200 MPa.

8

Plasticization of Submicron-Structured LOVA Propellants by a Linear Dinitramine

Le Brize A., Spitzer D.

Central European Journal of Energetic Materials

|

2016

|

Vol. 13, no. 3

547--556

EN

Raman spectroscopy is a powerful tool for the analysis of complex energetic materials. In this work, this technique has been used to observe the inter-molecular interactions occurring in nitrocellulose-based propellants containing 1,3,5-trinitro-1,3,5-triazinane (RDX) and plasticized with 2,4-dinitro-2,4-diazahexane (DNDA6). The plasticization mechanism of nitrocellulose by DNDA6 was observed. RDX was found to be markedly uninvolved in chemical interactions in these matrices, hinting at a potential loss of stability in compositions for LOVA (LOw Vulnerability Ammunitions).

9

Właściwości fizykochemiczne nitrocelulozy do zastosowań specjalnych

Wolszakiewicz T.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 7

1427-1434

PL

Nitroceluloza jest podstawowym polimerem pochodzenia naturalnego, stosowanym do produkcji materiałów wysokoenergetycznych, a w szczególności jako składnik prochów strzelniczych, paliw rakietowych i układów miotających. Mimo, że od chwili pierwszych zastosowań nitrocelulozy minęło ponad 150 lat, nadal jest tematem wielu badań i rozpraw naukowych. W pracy dokonano przeglądu danych literaturowych dotyczących budowy i struktury oraz oddziaływania nitrocelulozy ze związkami małocząsteczkowymi.

EN

A review, with 66 refs., of properties of nitrocellulose used for prodn. of high-energy materials. In particular, interactions between nitrocellulose and some low-mol. compds. were taken into consideration.

10

Mechaniczne właściwości mieszanin nitrocelulozy z wybranymi związkami małocząsteczkowymi

Wolszakiewicz T.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 10

2022-2026

PL

Stopione nitropochodne toluenu i difenyloaminy mieszano z drzewną nitrocelulozą. W mieszaninach oznaczano entalpie topnienia, średnie masy cząsteczkowe i moduły Younga. Dane liczbowe zestawiono w tabelach i skorelowano odpowiednimi równaniami wielomianowymi.

EN

Com. nitrocellulose was mixed with 5 molten nitrotoluenes and nitrodiphenylamines. The mixts. were studied for melting enthalpy, av. mol. mass and Young modulus. The numerical data were tabulated and correlated as resp. polynomial equations.

11

Termodynamiczne właściwości układu dwuskładnikowego nitroceluloza/2,4,6-trinitrotoluen

Wolszakiewicz T.

Przemysł Chemiczny

|

2011

|

T. 90, nr 8

1545-1550

12

Oddziaływanie ciekłych nitroestrów na granulat nitrocelulozowy w aspekcie wytwarzania stałych materiałów miotających

Książczak A., Pawłowski W., Cieślak K.

Problemy Techniki Uzbrojenia

|

2009

|

R. 38, z. 110

103--112

PL

Stale materiały miotające, wykorzystujące jako główny składnik granulat nitrocelulozowy, wymagają opracowania nowoczesnej technologii, która pozwoli na bezpieczniejsze i prostsze otrzymywanie paliw. Niniejsza praca to wstęp do szerokich badań nad taką technologią. Obejmuje ona zbadanie zjawisk fizykochemicznych zachodzących podczas procesu formowania paliw. Jako składniki, obok granulatu, wybrano ciekłe nitroestry, które powodują żelatynizację nitrocelulozy. Podjęto próbę opisu kinetyki procesu pęcznienia granul nitrocelulozowych. Badania prowadzono w różnych temperaturach dla 3 ciekłych nitroestrów: nitrogliceryny, diazotanu dietylenoglikolu i diazotanu trietylenoglikolu. Oznaczono czasy relaksacji, i współczynniki dyfuzji.

EN

Solid propellants obtained from nitrocelluloses granules need to develop modern technologies of production. This technology is a much safer and simpler method of obtaining propellant. This work is an introduction to the extensive research on this technology. It includes the examination of physicochemical phenomena occurring during the processing of propellants. As components, added to granules, selected liquid nitrate esters, which are known to cause gelation of nitrocellulose. The kinetics of swelling process of nitrocelluloses granules was attempted to describe. The research was conducted at different temperatures for 3 liquid nitrate esters: nitroglycerin, diethyleneglycol dinitrate and triethyleneglycol dinitrate. The relaxation times and diffusion coefficients were specified.

13

IR spectroscopy characterization of single-base propellants during their natural aging

Ganev R., Glavchev I.

Journal of Technical Physics

|

2004

|

Vol. 45, no 4

301-308

EN

Single-base propellants stored for more than 50 years were investigated by quantitative IR spectroscopy. The natural aging of the propellants was made in military storehouse for 9, 12, 18, 29, 36, 40, and 51 years. The change in the propellants was characterized by IR spectra. The most suitable absorbances for qualitative IR analysis of -OH and -NO2 groups and of internal standards were determined. The hydrogen bonds formation was characterized by the shift of the bonds the peak width at half-height.

14

Intensification of Mass Exchange in Physico-Chemical Processing of Fibrous Materials in a Liquid Medium

Kucharski A., Świątek J., Wrocławski Z.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2003

|

Vol. 11, no. 3 (42)

15--20

EN

Physico-chemical processing is very often used in the textile and paper industries, and in the industry of high-energy materials based on nitrocellulose. Mass exchange in these processes depends on the specific features of the form and structure of the parent substance (reactant). Notwithstanding the differences among the reagents used in the above-mentioned industries, the mass exchanging processes are similar. As liquids acting therein, we have dyes and bleaching agents used as solutions in chemical processing of fibres, acids and inorganic alkali in paper manufacturing, and nitric acid with compounds which form hydrates in the nitration process of cellulose. In general, in all these processes the motion of mass takes place together with chemical reactions of an additive or exchange character. The problems of mass exchange are analysed in this article from the point of view of the designers and constructors of machines and apparatuses which must perform the processes mentioned above. This analysis is based on the characteristic criteria of similarity between quantities, considering the geometric, energetic, and dynamic conditions which determine the process intensity. It has been proved that, according to the present state of knowledge and technique, the laminar liquid wall-surface layer which surrounds the fibrous parent substance acts as the main resistance for mass motion. It is possible to decrease this layer by several times (even over 30 times), and by this means significantly intensify the process. A process intensification criterion is presented.

PL

Obróbka fizyko-chemiczna materiałów włóknistych jest dość powszechna w przemyśle włókienniczym, papierniczym i materiałów wysokoenergetycznych, opartych na nitrocelulozie. Wymiana masy w tych procesach jest uwarunkowana szczególnymi cechami postaci substratu. Mimo różnicy reagentów procesy są podobne: w chemicznej obróbce włókna - barwniki i środki wybielające w roztworach; w produkcji papieru - kwasy i ługi nieorganiczne; w procesie nitracji celulozy - kwas azotowy ze związkami tworzącymi hydraty. Ruch masy w omawianych procesach odbywa się z reguły z równoczesną reakcją chemiczną (addytywną lub wymienną). Zagadnienie poddano analizie ze stanowiska projektantów i konstruktorów maszyn i aparatów wykonujących proces, opierając się na związkach liczb znamiennych, biorąc pod uwagę warunki natury geometrycznej, energetycznej i dynamicznej, które determinują intensywność procesu. Wykazano, że przy obecnym stanie wiedzy i techniki o procesie wymiany masy, główny opór dla ruchu masy stanowi laminarna warstwa przyścienna płynu, otaczająca substrat włóknisty. Odpowiednim rozwiązaniem konstrukcyjnym można tę warstwę przyścienną wielokrotnie (ponad 30-krotnie) zmniejszyć i ewidentnie zintensyfikować proces. Podano kryterium intensyfikacji procesu.