RU2465258C1 - Combustible binder - Google Patents

Combustible binder Download PDF

Info

Publication number
RU2465258C1
RU2465258C1 RU2011121187/05A RU2011121187A RU2465258C1 RU 2465258 C1 RU2465258 C1 RU 2465258C1 RU 2011121187/05 A RU2011121187/05 A RU 2011121187/05A RU 2011121187 A RU2011121187 A RU 2011121187A RU 2465258 C1 RU2465258 C1 RU 2465258C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
components
triazole
nitro
ethyl
gas
Prior art date
Application number
RU2011121187/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Попок (RU)
Владимир Николаевич Попок
Константин Владимирович Завражин (RU)
Константин Владимирович Завражин
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
Priority to RU2011121187/05A priority Critical patent/RU2465258C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2465258C1 publication Critical patent/RU2465258C1/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to high-energy materials and specifically to components of gas-generating compositions and can be used in fire-extinguishing systems, self-contained systems for raising drowned objects, in car airbags, in oil well stimulation systems, as well as components of solid rocket propellant. The combustible binder contains: methylpolyvinyl tetrazole, dinitrazapentane, 1-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole, 2-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole.
EFFECT: production of a combustible binder with improved chemical compatibility with components of gas-generating compositions and solid rocket propellants and which ensures operation in conditions of lower operating temperatures owing to reduced sensitivity to mechanical action.
2 tbl

Description

Изобретение относится к области высокоэнергетических материалов, а именно к компонентам газогенерирующих составов, и может быть использовано в системах пожаротушения, автономных системах подъема затонувших объектов, в подушках безопасности автомобилей, в системах интенсификации добычи нефти, а также в качестве компонента твердых ракетных топлив.The invention relates to the field of high-energy materials, namely, components of gas generating compositions, and can be used in fire extinguishing systems, autonomous systems for raising sunken objects, in airbags for automobiles, in oil production intensification systems, and also as a component of solid rocket fuels.

В настоящее время известен ряд горючих-связующих, применяемых в различных по своему функциональному назначению газонерирующих составах и твердых ракетных топливах.Currently, a number of combustible binders are known to be used in gas-generating compositions and solid rocket fuels of various functional purposes.

Основным недостатком некоторых из известных составов (патент США №3956890) является наличие в составе горючего-связующего (ГСВ) в качестве пластификатора соединений из класса нитроэфиров, а именно нитроглицерина, что приводит к резкому росту чувствительности ГСВ и составов на его основе к механическим воздействиям и, как следствие, повышает взрывоопасность как самого ГСВ, так и составов на его основе (Зиновьев В.М., Куценко Г.В. Высокоэнергетические пластификаторы смесевых ракетных топлив и баллиститных порохов нового поколения. // Боеприпасы и высокоэнергетические конденсированные системы. - 2009. - №2. - С.11-31).The main disadvantage of some of the known compositions (US patent No. 3956890) is the presence in the composition of the combustible binder (FGP) as a plasticizer of compounds from the class of nitroesters, namely nitroglycerin, which leads to a sharp increase in the sensitivity of FGP and compositions based on it to mechanical stresses and , as a result, increases the explosiveness of both FGP itself and compositions based on it (Zinoviev V.M., Kutsenko G.V. High-energy plasticizers of mixed rocket fuels and ballistic gunpowder of a new generation. // Ammunition s and high-energy condensed systems. - 2009. - No. 2. - S.11-31).

Кроме того, рассматриваемое в патенте США №3956890 ГСВ обладает высокой зависимостью скорости горения от давления (v>0,9), а также ограниченной химической совместимостью с другими компонентами газогенерирующих составов и твердых ракетных топлив и низкой термической стойкостью (Kubota, N. Propellants and Explosives: Thermochemical Aspects of Combustion / N.Kubota. - New York: Wiley - VCH Verlag, 2002. - 310 p.; Попок B.H., Вдовина Н.П. Исследование совместимости нанопорошков с компонентами высокоэнергетических материалов. // Изв. вузов. Физика. - 2009. - №12/2. - С.99-101). Перечисленные надостатки существенно ограничивают область применения известного из уровня техники ГСВ.In addition, the FGP discussed in US Pat. No. 3,956,890 has a high pressure dependence of combustion rate (v> 0.9), as well as limited chemical compatibility with other components of gas generating compositions and solid rocket fuels and low thermal resistance (Kubota, N. Propellants and Explosives: Thermochemical Aspects of Combustion / N. Kubota. - New York: Wiley - VCH Verlag, 2002. - 310 p .; Popok BH, Vdovina NP Investigation of the compatibility of nanopowders with components of high-energy materials. // Izv. . - 2009. - No. 12/2. - S.99-101). The listed add-ons significantly limit the scope of the FGP known from the prior art.

Известный из патента США №7824511 ГСВ на основе глицидилазидного полимера (GAP) характеризуется высокой чувствительностью к механическим воздействиям, высокой зависимостью скорости горения от давления и низкими физико-механическими показателями как самого ГСВ, так и газогенерирующих составов и твердых ракетных топлив на его основе.Well-known from US patent No. 7824511 FGP based on glycidyl azide polymer (GAP) is characterized by high sensitivity to mechanical stress, a high dependence of the burning rate on pressure and low physical and mechanical properties of both the FGP and gas-generating compositions and solid rocket fuels based on it.

Горючее-связующее по патенту РФ №2379274 (опубл. 20.01.2010 г.), содержащее в качестве полимера метилполивинилтетразол, не способно к самоподдерживающемуся горению, характеризуется низкой газопроизводительностью и ограниченной химической совместимостью с компонентами газогенерирующих составов и твердых ракетных топлив, что существенно сужает область применения данного ГСВ, ограничивая ее пиротехникой.The fuel-binding agent according to RF patent No. 2379274 (published on January 20, 2010), containing methylpolyvinyltetrazole as a polymer, is not capable of self-sustaining combustion, is characterized by low gas production and limited chemical compatibility with components of gas-generating compositions and solid rocket fuels, which significantly narrows the area application of this FGP, limiting it to pyrotechnics.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является горючее-связующее по патенту США №4875949, содержащее метилполивинилтетразол и смесевой пластификатор.Closest to the proposed technical solution is a fuel-binder according to US patent No. 4875949 containing methylpolyvinyltetrazole and a mixed plasticizer.

Применение такого пластификатора, содержащего соединения из класса нитроэфиров - триметилолэтантринитрат (TMETN), бис-(2,2-динитропропил)-ацеталь (BDNPA), триэтиленгликольдинитрат (TEGDN), обусловливает высокую чувствительность к механическим воздействиям, ограниченную химическую совместимость ГСВ с компонентами газогенерирующих составов и твердых ракетных топлив, высокую зависимость скорости горения от давления, высокую температуру горения, неудовлетворительные физико-механические показатели, высокую температуру стеклования (Зиновьев В.М., Куценко Г.В. Высокоэнергетические пластификаторы смесевых ракетных топлив и баллиститных порохов нового поколения. // Боеприпасы и высокоэнергетические конденсированные системы. - 2009. - №2. - С.11-31; Kubota, N. Propellants and Explosives: Thermochemical Aspects of Combustion / N.Kubota. - New York: Wiley - VCH Verlag, 2002. - 310 p.; Попок В.Н., Вдовина Н.П. Исследование совместимости нанопорошков с компонентами высокоэнергетических материалов // Изв. вузов. Физика. - 2009. - №12/2. - С.99-101). Кроме того, высокое содержание полимера приводит к технологическим трудностям в процессе получения ГСВ в связи с агрегированием порошка полимера на стадии смешения компонентов, что обусловливает увеличение энергозатрат и снижает экономическую привлекательность.The use of such a plasticizer containing compounds from the class of nitroesters - trimethylol ethane trinitrate (TMETN), bis (2,2-dinitropropyl) -acetal (BDNPA), triethylene glycol dinitrate (TEGDN), causes high sensitivity to mechanical stresses, limited chemical compatibility of FGP with gas generating components and solid rocket fuels, a high dependence of the burning rate on pressure, a high combustion temperature, poor physical and mechanical properties, a high glass transition temperature (Zinoviev V.M., Kutsenko GV High-energy plasticizers of new generation mixed rocket fuels and ballistic gunpowders // Ammunition and high-energy condensed systems. - 2009. - No. 2. - P.11-31; Kubota, N. Propellants and Explosives: Thermochemical Aspects of Combustion / N. Kubota. - New York: Wiley - VCH Verlag, 2002. - 310 p .; Popok V.N., Vdovina N.P. Study of the compatibility of nanopowders with components of high-energy materials // Izv. universities. Physics. - 2009. - No. 12/2. - S.99-101). In addition, the high polymer content leads to technological difficulties in the process of producing FGP in connection with the aggregation of polymer powder at the stage of mixing the components, which leads to an increase in energy consumption and reduces economic attractiveness.

Задачей заявляемого технического решения является создание горючего-связующего, позволяющего расширить арсенал эффективных, безопасных и экономически привлекательных средств такого назначения, работоспособных в условиях более низких эксплуатационных температур за счет обеспечения одновременного снижения чувствительности к механическим воздействиям, улучшения химической совместимости с компонентами газогенерирующих составов и твердых ракетных топлив, обеспечивающего снижение уровня газовыделения в процессе их хранения, снижение зависимости скорости горения от давления, улучшение физико-механических показателей, снижение температуры стеклования и температуры горения при сохранении технологической вязкости на уровне прототипа.The objective of the proposed technical solution is to create a fuel-binding agent that allows you to expand the arsenal of effective, safe and economically attractive means of this purpose, operable at lower operating temperatures by simultaneously reducing sensitivity to mechanical stresses, improving chemical compatibility with components of gas-generating compositions and solid rocket fuels, providing a decrease in gas emission during storage, reduced the dependence of the burning rate on pressure, the improvement of physical and mechanical properties, a decrease in the glass transition temperature and the combustion temperature while maintaining the technological viscosity at the prototype level.

Поставленная задача решается предлагаемым составом горючего-связующего, содержащим метилполивинилтетразол и пластификатор. Особенность заключается в том, что в качестве пластификатора оно содержит смесь 1-этил-3-нитро-1,2,4-триазола, 2-этил-3-нитро-1,2,4-триазола и динитразапентана, при следующем содержании компонентов, мас.%:The problem is solved by the proposed composition of the fuel-binder containing methylpolyvinyltetrazole and a plasticizer. The peculiarity is that as a plasticizer it contains a mixture of 1-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole, 2-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole and dinitrazapentane, with the following components , wt.%:

МетилполивинилтетразолMethylpolyvinyltetrazole 15-2515-25 ДинитразапентанDinitrazapentane 2-212-21 1-этил-3-нитро-1,2,4-триазол1-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole 37,8-59,537.8-59.5 2-этил-3-нитро-1,2,4-триазол2-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole ОстальноеRest

Анализ источников информации показал, что каждый компонент смесевого пластификатора известен как активный пластификатор (Зиновьев В.М., Куценко Г.В. Высокоэнергетические пластификаторы смесевых ракетных топлив и баллиститных порохов нового поколения. // Боеприпасы и высокоэнергетические конденсированные системы. - 2009. - №2. - С.11-31; Попок В.Н., Попок Н.И. Горение и термическое разложение энергетических конденсированных систем на основе нитрата аммония и активных связующих. // Боеприпасы и высокоэнергетические конденсированные системы. - 2009. - №1. - С.10-16).The analysis of information sources showed that each component of the mixed plasticizer is known as an active plasticizer (Zinoviev V.M., Kutsenko G.V. High-energy plasticizers of mixed rocket fuels and ballistic gunpowders of a new generation. // Ammunition and high-energy condensed systems. - 2009. - № 2. - P.11-31; Popok VN, Popok NI Combustion and thermal decomposition of energy condensed systems based on ammonium nitrate and active binders. // Ammunition and high-energy condensed systems. - 2009. - No. 1. - S.10-16).

Но в уровне техники отсутствует состав горючего-связующего на основе метилполивинилтетразола, пластифицированного смесью 1-этил-3-нитро-1,2,4-триазола, 2-этил-3-нитро-1,2,4-триазола и динитразапентана. Каждый из указанных пластификаторов по отдельности дает высокую температуру кристаллизации и высокую чувствительность к механическим воздействиям целевого продукта. Заявителем было обнаружено, что при использовании смеси указанных пластификаторов эти показатели снижаются, что не является очевидным. Предлагаемая совокупность существенных признаков заявляемого технического решения позволила решить поставленную задачу.But in the prior art there is no combustible-binder composition based on methylpolyvinyltetrazole, plasticized with a mixture of 1-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole, 2-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole and dinitrazapentane. Each of these plasticizers individually gives a high crystallization temperature and high sensitivity to the mechanical effects of the target product. The applicant found that when using a mixture of these plasticizers, these indicators are reduced, which is not obvious. The proposed set of essential features of the claimed technical solution allowed to solve the problem.

Комбинация нитрамина с нитротриазолами позволила достичь физико-химического сродства пластификатора с полимером - метилполивинилтетразолом, что наиболее предпочтительно для использования в топливе, но при этом также обеспечивает высокую газопроизводительность при использовании горючего-связующего в газогенерирующих составах.The combination of nitramine with nitrotriazoles made it possible to achieve the physicochemical affinity of the plasticizer with the polymer, methylpolyvinyltetrazole, which is most preferred for use in fuel, but also provides high gas productivity when using a combustible binder in gas generating compositions.

Существенное снижение чувствительности к механическим воздействиям обусловлено отсутствием в составе горючего-связующего высокочувствительных соединений из класса нитроэфиров и замена их на гораздо более безопасные соединения из класса триазолов (1-этил-3-нитро-1,2,4-триазол и 2-этил-3-нитро-1,2,4-триазол) и нитраминов (динитразапентан).A significant decrease in sensitivity to mechanical stress is due to the absence of highly sensitive compounds from the class of nitroesters in the composition of the fuel-binder and their replacement with much safer compounds from the class of triazoles (1-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole and 2-ethyl- 3-nitro-1,2,4-triazole) and nitramines (dinitrazapentane).

Снижение газовыделения при хранении смесей горючего связующего с компонентами газогенерирующих составов и твердых ракетных топлив, отвечающее за химическую совместимость компонентов, обеспечено исключением из состава горючего-связующего соединений из класса нитроэфиров, которые активно вступают в реакцию в конденсированной фазе, особенно при наличии влаги.The decrease in gas emission during storage of mixtures of a combustible binder with components of gas-generating compositions and solid rocket fuels, which is responsible for the chemical compatibility of the components, is ensured by the exclusion from the composition of the fuel-binder compounds from the class of nitroesters that actively react in the condensed phase, especially in the presence of moisture.

Снижение значения показателя степени в законе скорости горения (v), отвечающего за зависимость скорости горения от давления, обусловлено заменой высоколетучих нитроэфирных соединений на соединения из класса триазолов, реагирующих в конденсированной фазе при горении. Тем самым обеспечивается сдвиг баланса тепловыделения из газовой фазы в конденсированную с сопутствующим снижением зависимости скорости горения от давления.The decrease in the exponent in the law of combustion rate (v), which is responsible for the dependence of the combustion rate on pressure, is due to the replacement of high-volatile nitroester compounds with compounds from the class of triazoles reacting in the condensed phase during combustion. This ensures a shift in the balance of heat from the gas phase to the condensed phase with a concomitant decrease in the dependence of the burning rate on pressure.

Меньшая температура горения горючего-связующего обусловлена тем, что при горении предлагаемого ГСВ основные процессы тепловыделения происходят в конденсированной фазе, а также энтальпийной составляющей, которая, в свою очередь, отвечает за тепловой баланс в зоне горения.The lower combustion temperature of the fuel-binder is due to the fact that during the combustion of the proposed FGP, the main heat release processes occur in the condensed phase, as well as the enthalpy component, which, in turn, is responsible for the heat balance in the combustion zone.

Улучшенный комплекс физико-механических характеристик обусловлен физико-химической стабильностью используемого смесевого пластификатора.An improved set of physical and mechanical characteristics is due to the physical and chemical stability of the used plasticizer.

Снижение температуры стеклования ГСВ обусловлено снижением температуры кристаллизации пластификатора.The decrease in the glass transition temperature of the FGP is due to a decrease in the crystallization temperature of the plasticizer.

Выбор в качестве полимера метилполивинилтетразола обусловлен его высокими энергетическими характеристиками, наряду с относительно низкой чувствительностью к механическим воздействиям, высокой термостабильностью при значительной энергоемкости и содержании азота, а также высоким газообразованием.The choice of methylpolyvinyltetrazole as the polymer is due to its high energy characteristics, along with relatively low sensitivity to mechanical stress, high thermal stability with significant energy consumption and nitrogen content, as well as high gas formation.

Выбор производных триазола, а именно 1-этил-3-нитро-1,2,4-триазола и 2-этил-3-нитро-1,2,4-триазола, обусловлен их высокой энергоемкостью, низкой чувствительностью к механическим воздействиям, химической совместимостью с другими компонентами газогенерирующих составов и твердых ракетных топлив, высокой газопроизводительностью, особенностями термического разложения и низкими значениями температуры плавления.The choice of derivatives of triazole, namely 1-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole and 2-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole, is due to their high energy intensity, low sensitivity to mechanical stress, chemical compatibility with other components of gas generating compositions and solid rocket fuels, high gas production, thermal decomposition features and low melting points.

Выбор в качестве компонента пластификатора динитразапентана обусловлен его высокими энергетическими показателями, высоким содержанием окислительных элементов, приемлемыми показателями чувствительности к механическим воздействиям и химической совместимостью с большинством компонентов газогенерирующих составов и твердых ракетных топлив, высокой газопроизводительностью.The choice of dinitrazapentane as a plasticizer component is due to its high energy performance, high content of oxidizing elements, acceptable sensitivity to mechanical stress and chemical compatibility with most components of gas generating compositions and solid rocket fuels, and high gas productivity.

Соотношение компонентов в составе горючего-связующего является оптимальным и выбрано из соображений обеспечения необходимого уровня всего комплекса рассматриваемых параметров. Выход за заявляемые пределы ведет к ухудшению показателей.The ratio of the components in the composition of the fuel-binder is optimal and is selected for reasons of ensuring the necessary level of the entire complex of the considered parameters. Going beyond the claimed limits leads to a deterioration in performance.

Увеличение содержания полимера выше заявленного предела приводит к технологическим сложностям в процессе получения ГСВ и снижению скорости горения ГСВ и составов на его основе.An increase in the polymer content above the stated limit leads to technological difficulties in the process of obtaining FGPs and a decrease in the burning rate of FGPs and compositions based on it.

Снижение содержания полимера ниже заявленного предела приводит к снижению физико-механических показателей ГСВ и составов на его основе.A decrease in the polymer content below the stated limit leads to a decrease in the physical and mechanical properties of FGP and compositions based on it.

Увеличение содержания динитразапентана в составе пластификатора выше заявленного предела приводит к нежелательному повышению температуры стеклования ГСВ и составов на его основе.An increase in the content of dinitrazapentane in the composition of the plasticizer above the stated limit leads to an undesirable increase in the glass transition temperature of the FGP and compositions based on it.

Снижение содержания динитразапентана в составе пластификатора ниже заявленного предела приводит к увеличению чувствительности ГСВ к механическим воздействиям.The decrease in the content of dinitrazapentane in the composition of the plasticizer below the stated limit leads to an increase in the sensitivity of the FGP to mechanical stress.

Отличное от заявленного содержание 1-этил-3-нитро-1,2,4-триазола и 2-этил-3-нитро-1,2,4-триазола приводит к росту температуры стеклования ГСВ и, как следствие, к существенному сужению области его применения при любом изменении предела их содержания как в большую, так и в меньшую сторону.The content of 1-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole and 2-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole that is different from the declared one leads to an increase in the glass transition temperature of the FGP and, as a result, to a significant narrowing of the region its use in any change in the limit of their content, both up and down.

Именно заявляемый состав компонентов горючего-связующего и сбалансированность предлагаемого их содержания обеспечивают достижение высокого функционального результата при использовании ГСВ в разных областях в соответствии с существующей потребностью.It is the claimed composition of the components of the fuel-binder and the balance of their proposed content that ensure the achievement of a high functional result when using FGP in different areas in accordance with the existing need.

Физико-химические показатели прототипа и предлагаемого ГСВ приведены в Таблице 1.Physico-chemical characteristics of the prototype and the proposed FGP are shown in Table 1.

Представленные в Таблице 1 данные по чувствительности ГСВ к механическим воздействиям (Р0, Н0, f) получены в соответствии с ГОСТ Р 50835-95 и ГОСТ 4545-88. Данные по газовыделению (Vгаза) смесей ГСВ с такими компонентами газогенерирующих составов и твердых ракетных топлив, как октоген (НМХ), порошок алюминия и перхлорат аммония (ПХА), получены по ампульно-хроматографической методике при температуре выдержки Т=80°C за время t=24 ч. Значения температуры горения (Tгорения) соответствуют расчетным термодинамическим значениям. Приведенные в Таблице 1 значения физико-механических параметров (σ, ε, Е10%) получены в соответствии с ГОСТ 270-75 на образцах, отвержденных по известной из литературы методике (Белоусов A.M., Орлова Н.А., Пазников Е.А. Влияние различных факторов на процесс отверждения энергоемких материалов на стадии их изготовления. // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология». - 2005. - №6 (26). - С. 44-53).The data on the sensitivity of the FGP to mechanical stresses (P 0 , H 0 , f) presented in Table 1 were obtained in accordance with GOST R 50835-95 and GOST 4545-88. Data on gas evolution (V gas ) of FGP mixtures with such components of gas generating compositions and solid rocket fuels as octogen (HMX), aluminum powder and ammonium perchlorate (PCA) were obtained by the ampoule-chromatographic method at a holding temperature of T = 80 ° C over time t = 24 hours. The values of the combustion temperature (T combustion ) correspond to the calculated thermodynamic values. The values of physicomechanical parameters (σ, ε, Е 10% ) shown in Table 1 were obtained in accordance with GOST 270-75 on samples cured according to a method known from the literature (Belousov AM, Orlova N.A., Paznikov E.A. The influence of various factors on the curing process of energy-intensive materials at the stage of their manufacture. // International scientific journal “Alternative Energy and Ecology.” - 2005. - No. 6 (26). - P. 44-53).

Таблица 1Table 1 ПоказательIndicator ПрототипPrototype Предлагаемое ГСВProposed FGP Чувствительность к трению (P0), МПаSensitivity to friction (P 0 ), MPa 180180 >600> 600 Чувствительность к удару (Н0), мм (mгруза, кг)Sensitivity to shock (Н 0 ), mm (m load , kg) 100 (2 кг)100 (2 kg) 350-400 (10 кг)350-400 (10 kg) Частость взрывов (f) при Н=250 мм, %The frequency of explosions (f) at H = 250 mm,% 100one hundred 00   НМХNMX 0,080.08 0,01-0,020.01-0.02 Vгаза, см3/гV gas , cm 3 / g AlAl 0,080.08 0,0050.005   ПХАPHA 0,10.1 0,010.01 Показатель степени в законе скорости горения, vThe exponent in the law of burning rate, v 0,90.9 0,5-0,70.5-0.7 Энтальпия (ΔH), ккал/гEnthalpy (ΔH), kcal / g -350-350 75-10075-100 Прочность (σ), МПаStrength (σ), MPa 0,05-0,10.05-0.1 0,15-0,200.15-0.20 Предельная деформация (ε), %Ultimate strain (ε),% 50fifty 70-10070-100 Модуль упругости (Е10%), МПаModulus of elasticity (E 10% ), MPa 0,3-0,40.3-0.4 0,5-0,60.5-0.6 Тгорения, °CT burning , ° C 25002500 1500-16001500-1600 Вязкость (η), Па·сViscosity (η), Pa · s 20-7020-70 20-10020-100 Tстеклования, °СT glass transition , ° C от -20 до -10from -20 to -10 от -40 до -25from -40 to -25

Используемые в предлагаемом составе горючего-связующего компоненты изготавливаются на пилотных и полупромышленных установках и имеют приемлемые технологические и эксплуатационные свойства.The components used in the proposed composition of the fuel-binder are manufactured in pilot and semi-industrial installations and have acceptable technological and operational properties.

Технология приготовления ГСВ использует широко применяемые на практике способы и оборудование. Она включает следующие операции: подготовку необходимых навесок компонентов; нагрев 1-этил-3-нитро-1,2,4-триазола и 2-этил-3-нитро-1,2,4-триазола до 40°C с целью их плавления; добавление необходимого количества динитразапентана в расплав 1-этил-3-нитро-1,2,4-триазола и 2-этил-3-нитро-1,2,4-триазола и вымешивание данной смеси при температуре 40°C в магнитной мешалке в течение 1 часа; добавление к полученной смеси необходимого количества метилполивинилтетразола и вымешивание при температуре 40°C в течение 2-3 часов до получения гомогенной массы, в которой отсутствуют нерастворенные включения полимера.FGP preparation technology uses methods and equipment that are widely used in practice. It includes the following operations: preparation of the necessary hinge components; heating 1-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole and 2-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole to 40 ° C to melt them; adding the required amount of dinitrazapentane to the melt of 1-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole and 2-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole and kneading this mixture at a temperature of 40 ° C in a magnetic stirrer within 1 hour; adding to the resulting mixture the required amount of methylpolyvinyltetrazole and kneading at a temperature of 40 ° C for 2-3 hours to obtain a homogeneous mass in which there are no undissolved polymer inclusions.

В Таблице 2 приведены характеристики свойств состава для различного процентного содержания компонентов. Композиции №№2, 3, 4 показали оптимальные результаты.Table 2 shows the characteristics of the properties of the composition for various percentages of components. Compositions No. 2, 3, 4 showed optimal results.

Таблица 2table 2 Компоненты и характеристикиComponents and Specifications Содержание компонентов в мас.%. Значения характеристикThe content of components in wt.%. Characteristic Values Выход за пределыGoing beyond Заявляемые пределыDeclared Limits Выход за пределыGoing beyond   1one 22 33 4four 55 МетилполивинилтетразолMethylpolyvinyltetrazole 30thirty 2525 20twenty 15fifteen 1010 ДинитразапентанDinitrazapentane 1one 22 11,5011.50 2121 2323 1-этил-3-нитро-1,2,4-триазол1-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole 3434 37,837.8 48,6548.65 59,559.5 6363 2-этил-3-нитро-1,2,4-триазол2-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole 3535 35,235,2 19,8519.85 4,54,5 4four Чувствительность к трению (P0), МПаSensitivity to friction (P 0 ), MPa 580580 >600> 600 >600> 600 >600> 600 >600> 600 Чувствительность к удару (H0), мм (mгруза, кг)Sensitivity to shock (H 0 ), mm (m load , kg) 300 (10 кг)300 (10 kg) 350 (10 кг)350 (10 kg) 400 (10 кг)400 (10 kg) 370 (10 кг)370 (10 kg) 350 (10 кг)350 (10 kg) Частость взрывов (f) при Н=250 мм, %The frequency of explosions (f) at H = 250 mm,% 1010 00 00 00 1010   НМХNMX 0,0180.018 0,0150.015 0,010.01 0,020.02 0,0210,021 Vгаза, см3/г V gas , cm 3 / g AlAl 0,0070.007 0,0050.005 0,0050.005 0,0050.005 0,0060.006   ПХАPHA 0,0170.017 0,010.01 0,010.01 0,010.01 0,0150.015 Показатель степени в законе скорости горения, vThe exponent in the law of burning rate, v 0,590.59 0,530.53 0,50.5 0,70.7 0,690.69 Энтальпия (ΔH), ккал/гEnthalpy (ΔH), kcal / g 105105 7575 9090 100one hundred 7070 Прочность (σ), МПаStrength (σ), MPa 0,160.16 0,180.18 0,20.2 0,150.15 0,10.1 Предельная деформация (ε), %Ultimate strain (ε),% 9090 8686 7070 100one hundred 6565 Модуль упругости (Е10%), МПаModulus of elasticity (E 10% ), MPa 0,530.53 0,560.56 0,60.6 0,50.5 0,40.4 Тгорения, °CT burning , ° C 17301730 15001500 15801580 16001600 17001700 Вязкость (η), Па·сViscosity (η), Pa · s 125125 20twenty 7373 100one hundred 18eighteen Tстеклования, °CT glass transition , ° C -2-2 -25-25 -35-35 -40-40 -3-3

Состав ГСВ прошел опытную отработку. Полученный при проведении экспериментальных лабораторных исследований комплекс характеристик свидетельствует о промышленной перспективе обогащенного потребительскими свойствами предлагаемого состава.The composition of the FGP was tested. The set of characteristics obtained during experimental laboratory research indicates the industrial prospect of the proposed composition enriched with consumer properties.

Claims (1)

Горючее-связующее, содержащее метилполивинилтетразол и пластификатор, отличающееся тем, что в качестве пластификатора оно содержит смесь 1-этил-3-нитро-1,2,4-триазола, 2-этил-3-нитро-1,2,4-триазола и динитразапентана, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Метилполивинилтетразол 15-25 Динитразапентан 2-21 1-этил-3-нитро-1,2,4-триазол 37,8-59,5 2-этил-3-нитро-1,2,4-триазол остальное
Combustible binder containing methyl polyvinyltetrazole and a plasticizer, characterized in that as a plasticizer it contains a mixture of 1-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole, 2-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole and dinitrazapentane, in the following ratio of components, wt.%:
Methylpolyvinyltetrazole 15-25 Dinitrazapentane 2-21 1-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole 37.8-59.5 2-ethyl-3-nitro-1,2,4-triazole rest
RU2011121187/05A 2011-05-25 2011-05-25 Combustible binder RU2465258C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011121187/05A RU2465258C1 (en) 2011-05-25 2011-05-25 Combustible binder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011121187/05A RU2465258C1 (en) 2011-05-25 2011-05-25 Combustible binder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2465258C1 true RU2465258C1 (en) 2012-10-27

Family

ID=47147402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011121187/05A RU2465258C1 (en) 2011-05-25 2011-05-25 Combustible binder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2465258C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017062145A1 (en) * 2015-10-09 2017-04-13 Aerojet Rocketdyne, Inc. Solid rocket propellant with blended triazole plasticizer

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4875949A (en) * 1988-05-18 1989-10-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Insensitive binder for propellants and explosives
WO2000029356A1 (en) * 1998-11-13 2000-05-25 Daicel Chemical Industries, Ltd. Gas generator composition
WO2009095578A2 (en) * 2008-01-21 2009-08-06 Snpe Materiaux Energetiques Composition for generating nitrogenous gas and including azodicarbonamide, and method for generating nitrogen gas by decomposition of said composition
RU2379274C1 (en) * 2008-07-08 2010-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Solid pyrotechnical gas-generating element
RU2393140C1 (en) * 2009-06-18 2010-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Solid fuel low-temperature gas-generating composition

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4875949A (en) * 1988-05-18 1989-10-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Insensitive binder for propellants and explosives
WO2000029356A1 (en) * 1998-11-13 2000-05-25 Daicel Chemical Industries, Ltd. Gas generator composition
WO2009095578A2 (en) * 2008-01-21 2009-08-06 Snpe Materiaux Energetiques Composition for generating nitrogenous gas and including azodicarbonamide, and method for generating nitrogen gas by decomposition of said composition
RU2379274C1 (en) * 2008-07-08 2010-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Solid pyrotechnical gas-generating element
RU2393140C1 (en) * 2009-06-18 2010-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Solid fuel low-temperature gas-generating composition

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017062145A1 (en) * 2015-10-09 2017-04-13 Aerojet Rocketdyne, Inc. Solid rocket propellant with blended triazole plasticizer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Trache et al. Stabilizers for nitrate ester-based energetic materials and their mechanism of action: a state-of-the-art review
Trache et al. Recent advances in new oxidizers for solid rocket propulsion
Kumar An overview on properties, thermal decomposition, and combustion behavior of ADN and ADN based solid propellants
Sebastiao et al. Recent developments in the field of energetic ionic liquids
Menke et al. Formulation and properties of ADN/GAP propellants
Viswanath et al. An overview on importance, synthetic strategies and studies of 2, 4, 6, 8, 10, 12-hexanitro-2, 4, 6, 8, 10, 12-hexaazaisowurtzitane (HNIW)
Dey et al. Towards new directions in oxidizers/energetic fillers for composite propellants: an overview
Chavez et al. New High‐Nitrogen Materials Based on Nitroguanyl‐Tetrazines: Explosive Properties, Thermal Decomposition and Combustion Studies
JP5318342B2 (en) Highly safe nitramine propellant with nitrocellulose binder
Shamshina et al. Catalytic ignition of ionic liquids for propellant applications
Liu et al. Application of 3D energetic metal-organic frameworks containing Cu as the combustion catalyst to composite solid propellant
Krause New energetic materials
Abd-Elghany et al. Environmentally safe (chlorine-free): new green propellant formulation based on 2, 2, 2-trinitroethyl-formate and HTPB
Zhou et al. Effects of 2CL-20/HMX cocrystals on the thermal decomposition behavior and combustion properties of polyether solid propellants
Joo et al. Polynitramino compounds outperform PETN
RU2465258C1 (en) Combustible binder
Damse et al. Evaluation of energetic plasticisers for solid gun propellant
Ma et al. Reactive cycloalkane plasticizers covalently linked to energetic polyurethane binders via facile control of an in situ Cu-free azide–alkyne 1, 3-dipolar cycloaddition reaction
RU2481319C1 (en) Solid-fuel gas-generating composition
US9994532B1 (en) Bis-isoxazole tetranitrate (BITN): a high-energy propellant plasticizer and melt-castable eutectic explosive ingredient
US3222233A (en) Methylamine nitroform oxidizer in nitrocellulose, aluminum and metriol trinitrate propellants
Sizov et al. Synthesis and Study of the Thermal and Ballistic Properties of SMX
Yi et al. Properties and Application of Nitrogen‐Rich Compound BTATz in Low‐Signature Propellants
Mousaviazar et al. Synthesis, characterization and thermal behavior of 2, 4-dinitrophenoxy ethanol as a suitable plasticizer for propellants formulations
US10246428B2 (en) Insensitive plasticizer and melt-castable energetic material