JPH0747832B2 - 電気化学的鈍性化方法 - Google Patents

電気化学的鈍性化方法

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JPH0747832B2
JPH0747832B2 JP4505421A JP50542192A JPH0747832B2 JP H0747832 B2 JPH0747832 B2 JP H0747832B2 JP 4505421 A JP4505421 A JP 4505421A JP 50542192 A JP50542192 A JP 50542192A JP H0747832 B2 JPH0747832 B2 JP H0747832B2
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Description

【発明の詳細な説明】 関連出願への参照 本出願は、同時係属出願の1991年1月24日付け米国特許
出願07/645,382の部分継続出願である。
本発明は電気化学的方法、および電気化学的反応を行う
装置の分野に関する。
発明の背景 エネルギー放出性化合物、たとえばニトラトエステル、
ニトラミンおよび/または他のニトロ基含有化合物、発
火性燃料、酸化剤、ならびにこれらの組合せは、工業お
よびその他の応用において広範囲に使用され、多様な作
用を行う。このような組成物の使用において、通常おき
る問題は、環境上許容できる方法で、処分することが困
難なことである。これらの組成物は、偶発的または自発
的に協力な反応を開始して、大量のエネルギーを急激に
放出する潜在的な能力を有する。このような起爆は、外
部からの影響、たとえば不注意な衝撃、または偶発的な
静電気放電によっておきる。このような危険の可能性は
環境および安全上の考慮から減少させるか、または回避
する必要がある。
発明の概要 上記の型の組成物を有効に鈍性化して、不注意な起爆の
可能性を著しく減少させる、危険のない制御された電解
方法を発見した。本発明によって、組成物を2つの電極
と接触させて、1つの電極から他の電極へ組成物を通し
て電流を流す。この組成物の1つ以上の活性成分を、適
当な電極において、酸化および/または還元反応による
電解的変換を行い、これによって、組成物が起爆を開始
する可能性を低下させる。本発明において、組成物は、
ニトロ基含有化合物、燃料および酸化剤の組合せであ
り、数種の反応が同時におきて、ニトロ基含有化合物の
ニトロ基をアミノ基、またはアルコール(−OH)基と窒
素ガスとに還元し、酸化剤を還元し、燃料を酸化する、
これらの反応はすべて同時におきる。酸化または還元の
可能性を有する組成物の他の成分、たとえばバインダお
よび他の添加剤も変換することができる。電流は、処分
に伴なう危険を減少させるのに適当な考えられる程度ま
で、組成物を鈍性化するのに必要な時間の間、連続して
通電する。
本発明を行うには、固体物質を電極と接触させる前に、
液体で離解してスラリーとすることが、もっとも便宜で
ある。この液体は、電流に応答して組成物を通してイオ
ンを移動し易くする液体、好ましくは組成物の1つ以上
の成分を溶解して溶解された電解質を生成する液体であ
ることができる。この方法の効率は、固体と液体との接
触面積が増加するに伴なって一般に増加するので、離解
の程度が高い程、一般に効率が高くなる。
本発明の好ましい態様として、バインダを含む固体組成
物を、電解槽内で2つの電極のうちの一方の電極に、他
方の電極より、接近させ、好ましくは接近させた方の電
極と接触させる。次に、極性を変えることができる極性
切換器を通して電極を付勢する。固体組成物に接近した
電極、すなわち動作電極をまず陽極として付勢し、これ
によってバインダを酸化する。この酸化によってバイン
ダが分解し、組成物が膨潤するので、電流によって生成
したイオンが、組成物の他の成分に到達しやすくなる。
次に、極性は、分解すべき残りの物質、および必要な分
解反応の型に応じて、切換えるか、または接続する。還
元反応を行うには、動作電極を負極性に切換えて陰極と
し、酸化反応を行うには、動作電極を正極性に保持して
陽極とする。エネルギー放出性のニトロ、ニトラミンま
たはニトラト化合物を分解しようとするときは、たとえ
ば動作電極に負極性を印加する。
本発明の利益は、本発明によらない場合に、このような
物質の処分に必要とされる特殊な溶剤の使用を必要とし
ないこと、2つ以上の敏感性成分を同時に分解できるこ
と、低い電流密度および電圧で成分を分解できること、
容易に構成できる単純な装置で分解できることを含む。
本発明の他の特徴、目的および利益は、次の説明から明
かになるであろう。
図面の簡単な説明 図1は、本発明の実施に使用できる鈍性化処理装置の側
面図である。
図2は、図1の処理装置を駆動し、制御し、モニタする
系のブロック線図である。
図3は、図1とは異なる形状を有する、本発明の実施に
使用できる電解槽の斜視図である。
図4は、図3の電解槽を、電気および温度の制御系と組
合せて示す線図である。
図5は、本発明を実施する、第3の型の電解槽を示す線
図である。
図6は、本発明によって鈍性化を行った推進薬組成物の
ニトログリセリン含量対時間のグラフである。
発明の詳細な説明および好ましい実施態様 本発明は、多様な配合の推進薬および爆薬を含む上記型
の広範囲な組成物に応用することができる。例として、
シングル・ベース推進薬、ダブル・ベース推進薬、鋳造
ダブル・ベース推進薬、クロスリンクド爆薬、単一成分
および多量成分の爆薬、ならびにプラスチック・ボンド
爆薬がある。これらの組成物は典型的に、爆発性成分、
酸化剤、燃料およびバインダを含み、後者はエネルギー
放出性および非放出性の物質を含み、燃料を多く含むバ
インダおよび/または酸化剤を多く含むバインダを含
む、さらに他の添加剤として、可塑剤、ボンディング助
剤、増量剤、触媒、安定剤、潤滑剤および他の型の改質
剤、充填剤および官能性物質も含む。酸化剤を含む特殊
なエネルギー放出性成分の例として、硝酸アンモニウム
(AN)、過塩素酸アンモニウム(AP)、プクリン酸アン
モニウム、2,4−ジアミノ−1,3,5−トリニトロベンゼン
(DATB)、ジアゾジニトロフェノール(DDNP)、ジエチ
ルニトラミンジニトレート(DINA)、エチレンジニトラ
ミン(EDNA)、エチレングリコールジニトレート(EGD
N)、シクロテトラメチレンテトラニトラミン(HMX)、
アジ化鉛、トリニトロレゾルシン鉛、マンニトットヘキ
サニトレート(MN)、雷こう、ニトロセルロース(N
C)、ニトログリセリン(NG)、ニトロメタン(NM)、
ペンタエリトリット テトラナイトレート(PETN)、ピ
クリン酸(PA)、シクロトリメチレン トリニトラミン
(RDX)、トリニトロフェニルメチルニトラミン(“Tet
ryl")、2,2,2−トリニトロエチル−4,4,4−トリニトロ
ブチレート(TNETB)、テトラセン、テトラニトロメタ
ン(TNM)、2,4,6−トリニトロトルエン(TNT)および
2−ニトロジフェニルアミン(2NDPA)がある。これら
の組成物に含まれる燃料の例として、アルミニウムおよ
び他の金属または水素化金属がある。燃料の一部でもあ
るバインダおよび他の添加剤の例として、ポリスルフィ
ド、ポリウレタン、ポリブタジエン、トリアセチン、レ
ゾルシンおよびグラファイトがある。これらの例はすべ
てではなく、本発明によって処理できる組成物に含まれ
る物質の型を例示したものに過ぎない。
本発明によって組成物を鈍性化する形態は、電流が組成
物を通るものであれば、限定するものではない。本発明
を応用できる多くの組成物は、処理前に固体であって、
組成物自身および電解装置に応じて固体の形で鈍性化で
きるものもあるが、固体組成物を含む多くの場合、まず
組成物をスラリーとして、このスラリーの電解によって
最良の結果を得ることができる。
スラリーの形成に使用する液体は、イオンによって電流
を導く液体であればよいが、塩、酸または塩基を溶解し
て、イオンによって電流を導く電解質を形成する極性液
体が好ましい。またこの液体は、組成物の1つ以上の活
性成分、すなわち爆ごうの危険の原因となる成分を部分
的に溶解する液体であることが好ましい。これはいずれ
かの活性成分を浸出して、電流を通したときに、その分
解の促進を助ける。
極性液体の例として、一般に水および水性媒質、低分子
量のアルコール、たとえばメタノール、エタノール、プ
ロパノール、イソプロパノール、ブタノールおよびイソ
ブタノール、ならびにケトン、たとえばアセトン、メチ
ルエチルケトンおよびメチルイソブチルケトンがある。
その他の可能性および例は当業者に自明であろう。水は
低コスト、安全性および使用の容易さの目的に好まし
い。
スラリーの形成に使用する液体の量は限定的ではなく、
主として装置の規模、取扱い、処理および移送の容易さ
を実際に考慮して選ぶことができる。多くの場合、実際
に使用される液体の割合は、スラリーの体積の約30〜約
90%の範囲とし、約50〜約75%の値が好ましい。
任意な変更として、組成物自身の一部分でない添加剤を
スラリーに加えて、電解を促進し加速することができ
る。このような添加剤は、たとえばスラリーの導電度を
増加する物質、ならびに組成物中に存在するニトロ基、
ニトラミン基およびニトラト基含有の化合物を変衰させ
る物質である。このような添加剤の例は、アルカリ金
属、アルカリ土類金属およびアンモニウムの水酸化物、
または他の水溶性の無機塩塩、水溶性の酸および塩、な
らびにアルカル金属、アルカリ土類金属およびアンモニ
アの硫化物、硫酸塩、亜硫酸塩およびポリサルファイド
である。アルカリまたはアルカリ土類金属の例は、ナト
リウム、カリウムおよびカルシウムがあり、なかでもカ
リウムはニトロ化合物の変衰に通常使用されるので好ま
しい。この型の添加剤は、極性溶剤、たとえばメタノー
ル、エタノール、アセトンまたはジメチルスルホキサイ
ドに溶解して溶液中で使用することがもっとも便宜であ
る。さらに、任意な添加剤は鈍性化反応の触媒である。
たとえば金属触媒を水素ガスと組合せて、エネルギー放
出性化合物の還元触媒とする。たとえばイリジウムを酸
化イリジウムの形で使用することができ、これは、水素
ガスを発生する電極の被覆とすることが好ましい。
本発明の電解を行う方法は限定するものではなく、広く
変更しても許容できる有効な結果を得ることができる
が、低い電流密度で長時間電解することが好ましい。術
語「電流密度」は、本明細書では、電極表面の単位面積
当りの電流量を意味する。2つの電極の表面積が著しく
異なる電解槽では、電流密度の規定に使用する表面積
は、電流に対する抵抗がもっとも高い電極の表面積とす
る。
この方法は、鈍性化反応が自己増殖的でなく、すなわち
自発的に加速されずに、実質的にまったく電流によって
おきるような電流密度、温度および時間の条件で行うべ
きである。本発明の特殊な応用において、最適または好
ましい電流は、処理すべき物質の量、装置の大きさおよ
び処理に利用できる時間を含めた反応の規模によって異
なる。しかし、多くの場合、約0.30A/cm2以下、好まし
くは約0.20A/cm2以下の電流密度で有効な結果を得られ
る。特定の小規模の系では、0.01A/cm2のように低い電
流密度も実際に使用できる。大多数の系では、約0.01〜
約0.2A/cm2が好ましい範囲であり、約0.01〜約0.03A/cm
2が特に好ましい。多くの場合、鈍性化が進むに伴なっ
て、印加電圧、従って電流を少しづつ減少させることが
有利であろう。エネルギー放出性化合物の濃度が低下す
るに伴なって、還元剤の必要量が次第に減少するので、
最低の活性化電位に向けて印加電位を低下させることが
できる。本発明の最適な実施において、電位を、時間の
間隔をおいて最低の電位に調節し、これによって減少曲
線が最大の負傾斜を保つようにする。
温度は限定的ではなく、温度自身が危険な状態をつくり
出さないように、または大量の蒸発をおこさないように
考慮すればよい。鈍性化率は温度の上昇に伴なって増加
するが、本発明は周囲温度または室温すなわち20〜25℃
で容易かつ適切に行うことができる。処理中に系の冷却
は一般に不要であるが、温度は電流自身によって上昇す
ることが多い。多くの場合、温度が上昇しても温度の制
御は必要ないであろう。本発明の好ましい実施におい
て、温度は高い水準に保つ。水性の系では、約140゜F(6
0℃)より高い温度範囲が好ましいが、212゜F(100℃)
の沸点より低い温度が安全である。高温では反応率が増
加し、かつ分解活性エネルギーの必要量が減少する。ス
ラリー中の反応が増加すると、電解槽の導電度がさらに
増加し、これによって電極の過電圧に打克つのに必要な
電圧が低下する。
鈍性化を行うことができる時間の長さは、使用する電流
で所望の程度の鈍性化を達成できる経過時間でありさえ
すればよい。多くの場合、この時間は約20分より長く、
約1時間より長いことが好ましく、さらに約4時間より
長いことがもっとも好ましい。
電極は電極として使用することが知られている物質から
構成することができる。実際に使用する物質は広範囲に
変えることができる。しかし、特殊な応用では多くの因
子によって物質の選択が影響を受ける。たとえば好まし
い物質は、一般に通電による劣化をもっとも受けない物
質である。特定の系では、鈍性化処理中におきる電気化
学的反応に不活性な物質が好ましい。また他の特定の系
では、この処理中に自身が還元または酸化される物質を
電極として使用することが好ましい。さらに他の系で
は、処理中におきる電気化学的反応の反応物または生成
物を吸収する電極を使用することが好ましい。
これらを考慮して、電極を形成する物質の型の例は、金
属、グラファイト、金属酸化物および導電性ポリマーで
ある。特殊な金属の例は、銅、銀、アルミニウム、白
金、チタンおよび亜鉛である。金属酸化物の例は、二酸
化鉛PbO2、二酸化マンガンMnO2、ニッケル第二鉄酸化物
NiFe24である。導電性ポリマーの例は、ポリアニリ
ン、ポリアセチレンおよびポリピロールである。各型の
電極は、処理すべき特定の型の組成物を有利に鈍性化す
る。たとえば、電解によって水素を発生する系では、水
素過電圧の高い金属を使用して、水素ガスの放出を減少
させるか、または解消することができる。陽極において
電極が酸化する系では、金属酸化物または貴金属を使用
して、電極を維持することが好ましい。各場合におい
て、他の理由、動機および適切な選択は、当業者にとっ
て自明であろう。
電極の形状および間隔、ならびに電解槽の設計および構
造は限定するものではなく、系の必要に応じて変えるこ
とができる。たとえば電解槽は単一容器の槽、または容
器を半分に区画した槽とすることができる。電解槽の効
率は、少なくとも一部は電極の表面積に依存する。これ
は電気化学的反応が、電極の表面でおきるためである。
大量の物質を処理するには、電極の間隔を一般に約1〜
約100cm、好ましくは約3〜約30cmとする。
電解槽自身は、操作条件およびこの反応で使用または処
理する物質のpHに耐え得る不活性物質から構成すること
ができる。広い範囲の他の材料も使用することができる
が、プラスチックのような非導電性構造材料が一般にも
っとも好ましい。あるいは、電解槽を導電性材料で構成
して、槽壁を1つの電極として作用させることができ
る。処理すべき組成物がスラリーの形である系では、ス
ラリーを撹拌または混合する機構を有して、スラリーを
懸濁状態に保ち、組成物の成分を有効かつ均一に電流と
接触させることが好ましい。また沈着した固体を電極か
ら周期的または間欠的に除去して、スラリーに接触する
電極の表面積を最大にして、電流効率を最適にすること
が有利である。さらに任意な形態として、温度センサお
よび電圧センサを、電極の上またはその近傍か電解槽内
の任意の場所に設け、またpHプローブも設けることがで
きる。
電解は、多様な電流のプロファイルを使用して行うこと
ができる。電流の型は、特定の組成物の処理に特定の型
が好ましいということがあっても、電流の実際の型は変
えることができる。一般に交流、直流またはパルス電流
を使用できる。交流は周波数を変えることができ、これ
は限定的ではない。パルス電流は、各パルスを直流とす
る。しかしパルス継続時間は変えてもよい。コンピュー
タは特にパルスの切換および継続の制御に有用である。
本発明の実施において、組成物の電解程度も限定せず、
変えることができる。組成物を処分する目的で処理し
て、処分前に特殊な要求に適応させるか、または規則に
適合させる必要がある場合は、組成物を十分な程度に電
解して、その要求または規則に合致させればよい。一般
には、危険な組成物を実質的に十分に電解して、多くと
も痕跡量が残る程度にすることは必要ではない。たとえ
ば、多くの場合、組成物のニトロ基の少なくとも30%、
好ましくは少なくとも約70%、また好ましくは少なくと
も約90%を電解によってアミノ基に変換すれば、十分で
あり許容できるであろう。同様に、多くの場合組成物に
含まれる酸化剤の少なくとも約30%、好ましくは少なく
とも約70%を還元すれば十分であり許容できるであろ
う。
さて、図1は本発明の方法を行う電解槽11の1例を示
す。鈍性化すべきスラリー12は頂部が開口した容器13に
入れる。この容器13は電力で回転するターンテーブル14
で支持する。このターンテーブルは、位置を上げ下げで
きるように構成し、容器の開口を通して上方から容器に
入る他の構造要素と接触したり離したりする。
ターンテーブル14および容器13の上方に、支持台15があ
り、容器の開口を跨ぐように構成してある。この支持台
15に撹拌機のロッド16および電極17,18を固定し、これ
らが容器13の内部に向かって下方に延在してスラリー12
中に沈むように配置する。撹拌機のロッド16は、支持台
15の第1段19に剛性的に取付け、ターンテーブル14が回
転するときに、静止している。
図1に示す装置は、電極に沈着した固形物をきれいに掻
取る機構をさらに有する。この例において、電極は棒状
であり、掻取り機構は1対の掻取りケージ22,23からな
り、各ケージが1つの電極を僅かな間隙をあけて囲む。
ケージは、支持台の第1段19に剛性的に固定し、電極1
7,18は、ケージの内側を垂直に移動できるように、載置
する。電極17,18は共通の枠24から延在する。この枠は
支持台の第2段25に可動的に取付けてある。電極17,18
は、掻取りケージ22,23の上方で支持台の第1段19の開
口を通り、ケージの内側の空間に延在する。電極と、ケ
ージの嵌合は、電極がケージ内を移動するのに十分な広
さであるが、電極に沈着した固形物を有効に除去するの
に十分な狭さの間隙とする。
電極17,18を相互に連結する枠24は支持体の第2段25か
ら可動ロッド26によって懸垂され、可動ロッドの運動は
空気シリンダ27によって制御される。このシリンダは、
たとえば二方向に動作する行程の短かい始動シリンダで
ある。可動ロッド26は下がった位置で示す。適当な信号
の指令によって、始動シリンダ27が可動ロッド26を引上
げて電極を、静止している掻取りケージの内部で上方に
移動させる。さらに適切な信号が可動ロッドを下げた位
置に戻すようにシリンダを始動させるまで、始動シリン
ダは可動ロッドを引上げた位置に保持する。図で明かな
ように、可動ロッドが短かい範囲を移動するだけで、掻
取りケージが掻取るのに十分な程度に、電極を移動させ
ることができる。
図2は、図1に示す型の鈍性化装置の操作系の線図であ
る。電解槽11は電極17,18を有し、またスラリー中に延
在するpHプローブ31、およびこれに連結したpHモニタ3
2;1つの電圧センサ、または1つを各掻取りケージに取
付けた1対の電圧センサ33、およびこれに連結した電極
間電圧勾配モニタ34;1つの温度センサ、または1つを各
掻取りケージに取付けた1対の温度センサ35、およびこ
れに連結したスラリー温度勾配モニタ36;熱交換器37、
およびこれに連結して、温度勾配モニタ36によって制御
されるスラリー温度制御系38;ターンテーブル制御器40
によって制御されるターンテーブル駆動装置39;ならび
に電極掻取りケージ制御器41によって制御される電極始
動シリンダ27を有する。
電源44から供給される電力は、1連の電流調整器45およ
び極性切換制御器46によって制御される。ガス分析系47
もあり、スラリー上方のガス組成をモニタする。これら
の各装置はプロセス制御アラーム系48によって制御さ
れ、またこの系48は、データ/アラームディスプレー5
0、制御コンソール51およびデータ記録装置52を備えた
コンピュータ49によって制御される。さらにオートメー
ション装置53はこの系48に自動化操作を行わせる。
本発明を実施できる電解槽の第2の例を図3に示す、第
2の電解槽は電源および温度制御系とともに図4に示
す。図3に示すように、この電解槽は頂部が開口した角
槽61であり、透明でかつ電気的および化学的に不活性な
物質、たとえばガラスから作ることが好ましい。1つの
電極62は、電解槽の底で水平に位置する直角形平面電極
であり、他の電極63は第1の電極62と同じ寸法の第2の
直角形平面電極であり、電解槽の内部で第1の電極62の
上方で水平に位置する。推進薬または同様な組成物を離
解したスラリー64を、下方の電極62の上方に入れ、スラ
リーと上方の電極63との間に間隙65を残す。この間隙は
水66で満たし、水は上方の電極63も被う。水と同様に推
進薬離解操作から得た溶液を使用することができる。2
つの電極に適当な電圧供給線67,68から電流を流す。図
の装置では、下方の電極62が陰極、上方の電極63が陽極
として作用する。
どの電極も連続する中実体の板、または網状もしくはハ
ニカム状構造の板とすることができ、どの場合でも平坦
であることが好ましい。一般に気泡が電解中に発生する
ので、上方の板は網状またはハニカム状として、気泡を
逃すことが好ましい。あるいは、上方の板を僅かに傾け
て気泡を逃し易くすることができる。板の寸法はどの板
についても限定的ではない。板の寸法が2〜40平方イン
チ(13〜258cm2)で良好な結果を得たが、これより大き
い板も良好に使用することができるであろう。
図4は、温度制御ジャケット71内に設けた電解槽を示
す。ジャケットを通す冷却剤の循環および温度制御は加
熱/冷却装置72によって行い、この装置は、非導電性物
質の層で被われた熱電対プローブ73を電解槽内に延在さ
せて制御を行う。この装置は、ポンプ、設定温度を設定
する制御器、および加熱/冷却機構を有し、通常のよう
に構成し、操作することができる。電圧供給線67,68に
電源74から極性切換器75を通して電圧を供給し、作業員
は、この切換器によって、どの電極を陽極とし、どの電
極を陰極とし、またこれらを行ったり来たり切換えるこ
とができる。
図3および4で示す系は、処理すべき推進薬の性質、お
よび要求される鈍性化反応の型に応じて、多様な方法で
操作することができる。典型的な操作は、離解した推進
薬を、下方の電極62の上に均一な厚さの層とし、上方の
電極63を(通常の懸垂手段によって)推進薬の上方に懸
垂する。推進薬層の上面と、上方の電極の下面との間の
間隙65は、もっとも多くの場合に少なくとも約0.5イン
チ(1.27cm)が、最良の結果を得、約1.0インチ(2.54c
m)が好ましい。
電解槽系の第3の例を図5に示す。この系は2つに分け
た半分の電解槽からなり、便宜上、第1の半槽81および
第2の半槽82と呼ぶ。動作電極83は第1の半槽81内に延
在し、参照電極84は第2の半槽82内に延在する。2つの
半槽は電解質ブリッジ85で連結している。電極および電
解質ブリッジは通常の材料および構造を有する。導線8
6,87は電源88から電極に電圧を供給し、導線の極性は極
性切換器89で、図4と同様に制御する。離解した推進薬
90は第1の半槽81内のみに入れる。第2の半槽および第
1の半槽の残りの部分に、水、または推進薬の離解によ
って生じた溶液、または他の導電性媒質を満たす。
図5に示すような系の典型的な操作において、鈍性化反
応は、極性切換器89を切換えて、動作電極83に電圧を供
給する導線87を電源88の正極に接続して、第1の半槽を
陽極として作用させ、参照電極84を電源の負極に接続す
る。第1の半槽内でおきる陽極反応は、離解した推進薬
中の酸化剤が推進薬中のバインダ物質に作用して推進薬
を膨潤させる。この膨潤によって、バインダ物質で結合
されているエネルギー放出性化合物に作用し易くなる。
膨潤したときに、極性切換器によって電極の極性を反転
して、第1の半槽内で陰極反応をおこさせる。これによ
って、エネルギー放出性化合物は鈍性化する。
次の例は厳密に説明の目的のみで示すものであり、本発
明を限定または規定することを意図するものではない。
例1 この例は、本発明を使用する推進薬組成物の鈍性化を例
示する。
表I推進薬組成物 成分 重量百分率 過塩素酸アンモニウム 10.8 シクロテトラメチレンテトラニトラミン(HMX) 10.8 ニトロセルロース(NC) 21.6 ニトログリセン(NG) 29.6 アンモニウム 19.8 トリアセチン(グリセリン トリアセテート) 5.3 2−ニトロジフェニルアミン 1.0 レゾルジン 1.1 100.0 鈍性化を行うために、推進薬組成物を離解し、水と組合
せてスラリーを形成し、最終の含水量を45重量%とし
た。次にスラリーを電解槽装置に移した。この装置は、
2つのアルミニウム電極を4cmの間隔で配置した非導電
性物質からなる400mlビーカーと、直流電源であった。
ビーカーに導入したスラリーの量は155mlであった。直
流を電流密度0.02A/cm2で4日間印加した。この間に、
混合物を1日に3回手動で撹拌し、最初の水準を保つよ
うに水を加えた。
4日間の終りに、電流を切り、スラリーをプラスチック
容器から取出した。次にスラリーから水を傾斜し、蒸発
させて除き、推進薬物質を固形に戻した。分析および標
準的な感度試験を行って、処理後の物質を、スラリーに
する前の出発物質と比較した。分析は、過塩素酸アンモ
ニウム、HMXおよびNGの含量の測定を含み、感度試験はN
aval Ordnance Laboratory Card Gap TestおよびBureau
of Mines Dropweight Impact Testを含んだ。各感度試
験は、当業者が容易に得ることができる公知の標準的な
方法で行った。Card Gap Testはゼロカードを使用して
行った。Card Gap Testで、術語「正」は試験中の条件
で爆ごうがおきたことを示し、「負」は爆ごうがおきな
かったことを示す。Impact Testで得られた数値は、試
料に2kgの重量を落して試料が爆ごうをおこしたときの
最小の高さである。この数値が大きい程、感度が減少し
たことを示す。電解の前後で物質を比較したすべての試
験結果を表IIに示す。
表II純性化の結果 組成物(重量%) 過塩素酸アンモニウム 29.6 1.3 HMX 10.8 2.3 NG 10.8 2.4 起爆性 爆ごう性(Card Gap Test) 正 負 衝 撃(cm) 16.6 44.3 表IIのデータは、本発明に従って実施した電解によって
感度が鈍性化したことを明かに示す。
例2 この例は、本発明の推進薬の鈍性化を、今回は触媒を使
用して行い、ニトログリセリンの減少率で示す。
推進薬組成物は例1で使用したものと同じであり、例1
と同様に、組成物を離解し、水と組合せて45重量%の水
を含むスラリーを形成した。4つの図1に示すような電
解槽にこのスラリーを入れた。各槽の容積は1であ
り、各槽に導入したスラリーの量は600mlであった。各
槽は陽極と陰極を有し、各極は長さ6インチ(15.2c
m)、直径が0.5インチ(1.3cm)であり、間隔を2イン
チ(5.1cm)あけて配置した。陰極はイリジウム酸化物
で被覆したチタン電極であった。
直流1.3Aを印加し、電解時間は各槽ごとに変えて、2,4,
8および24時間とした。各時間中に、電解槽と内容物に
手を触れず、撹拌は行わなかった。次に電流を切り、ス
ラリーを電解槽から取出し、乾燥して固形とした。
処理して乾燥した各試料は、分析および標準的感度試験
を行い、処理した物質を、スラリー形成前の出発物質と
同一な物質の試料と比較した。分析は、例1で使用した
方法と同一の方法により、NGの重量百分率の測定および
Bureau of Mines Dropweight Impact Testを含んだ。こ
れらの試験結果を次の表IIIに示す。ニトログリセリン
の減少は最初の量の百分率で表して図6に示す。
表IIIのデータは、本発明の方法によって感度が徐々に
鈍性化したことを明かに示す。
ここに示し、記載した装置および系は単に例示のためで
ある。
変更、変化、および他の配置および設計が、上記と異な
るとしても、本発明の基本概念および精神を具現するも
のは、当業者にとって容易に明かであろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウォン,マイケル ケー. アメリカ合衆国,カリフォルニア 95831, サクラメント,ソーザ サークル 7344 (72)発明者 ワグナー,パトリック ジェイ. アメリカ合衆国,カリフォルニア 95624, シトラス ハイツ,グリーングレン アベ ニュ 7531 (56)参考文献 特開 昭50−56375(JP,A) 特開 昭60−11291(JP,A) 米国特許3338806(US,A)

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】固体燃料、固体酸化物、及び固体または液
    体ニトロ基含有化合物を含む組成物を処理して該組成物
    の意図せざる反応開始に対する感度を実質的に減少させ
    る方法であり、 a) 前記組成物を一対の電極と電気的に接触させて該
    電極間に電流通路を形成する工程と、 b) 前記電極間に前記組成物を通して電流を流して、
    非自己増殖的方法で電気分解を行い、前記燃料の少な
    くとも一部の酸化、前記酸化剤の少なくとも一部の還
    元、前記ニトロ基含有化合物のニトロ基の少なくとも
    一部をアミノ基に変換するか、又はアルコールと窒素ガ
    スに変換する工程を含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】工程(a)の前に、前記組成物を液体と組
    み合わせてスラリーを成形し、工程(a)および(b)
    をスラリーの形とした前記組成物で行う請求の範囲第1
    項記載の方法。
  3. 【請求項3】前記液体が水、低分子量のアルコールおよ
    びケトンから選ばれた液体である請求の範囲第2項記載
    の方法。
  4. 【請求項4】工程(b)の間、スラリーを連続的に混合
    する請求の範囲第2項記載の方法。
  5. 【請求項5】前記液体が水である請求の範囲第2項記載
    の方法。
  6. 【請求項6】前記液体が水であり、前記組成物に水溶性
    の向きの塩基、酸または塩を組み合わせてスラリーを形
    成する請求の範囲第2項記載の方法。
  7. 【請求項7】前記組成物が前記ニトロ基含有化合物の液
    体溶液である請求の範囲第1項記載の方法。
  8. 【請求項8】工程(b)において電極間に直流を印加す
    る請求の範囲第1項記載の方法。
  9. 【請求項9】工程(b)において電極間に交流を印加す
    る請求の範囲第1項記載の方法。
  10. 【請求項10】工程(b)において電極間に直流のパル
    スを印加する請求の範囲第1項記載の方法。
  11. 【請求項11】ニトロ基含有化合物、ニトラミン基含有
    化合物及びニトラト基含有化合物から選ばれる少なくと
    も1種の化合物を含むエネルギー放出性化合物の1つ以
    上を、ポリマーバインダーで結合して含む組成物を処理
    して、該組成物の意図せざる反応開始に対する感度を実
    質的に減少させる方法であり、 (a) 電解槽内で第1の電極と第2の電極とを接続す
    る液体媒質を含む電解槽内に前記固体組成物を入れて、
    該固体組成物を第1の電極と接触させ、 (b) 第1の電極を陽極(anode)として付勢し、第
    1の電極と第2の電極との間に電流を通してバインダー
    を少なくとも部分的に酸化し、 (c) 工程(b)の次に、第1の電極を陰極(cathod
    e)として付勢し、第1の電極と第2の電極との間に電
    流を流して、エネルギー放出性化合物の少なくとも一部
    分を還元する 工程を含むことを特徴とする方法。
  12. 【請求項12】酸化によって分解することのできるエネ
    ルギー放出性化合物の1つ以上をポリマーバインダーに
    よって結合して含む組成物を処理して該組成物の意図せ
    ざる反応開始に対する感度を実質的に減少させる方法で
    あり、 (a) 電解槽内で第1の電極と第2の電極とを接続す
    る液体媒質を含む電解槽内に前記固体組成物を入れて、
    該固体組成物を第1の電極と接触させ、 (b) 第1の電極を陽極(anode)として付勢し、第
    1の電極と第2の電極との間に電流を通してバインダー
    を少なくとも部分的に酸化し、かつエネルギー放出性化
    合物の少なくとも一部分を酸化する 工程を含むことを特徴とする方法。
  13. 【請求項13】工程(a)において前記固体組成物を第
    1の電極のみと接触させる請求の範囲第11又は12項記載
    の方法。
  14. 【請求項14】液体媒質が水性媒質、低分子量のアルコ
    ール及びケトンから選ばれる媒質である請求の範囲第11
    又は12項記載の方法。
  15. 【請求項15】前記液体媒質が水性媒質である請求の範
    囲第14項記載の方法。
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