RU2542306C1 - Nitrogen-generating pyrotechnical composition - Google Patents

Nitrogen-generating pyrotechnical composition Download PDF

Info

Publication number
RU2542306C1
RU2542306C1 RU2013144652/05A RU2013144652A RU2542306C1 RU 2542306 C1 RU2542306 C1 RU 2542306C1 RU 2013144652/05 A RU2013144652/05 A RU 2013144652/05A RU 2013144652 A RU2013144652 A RU 2013144652A RU 2542306 C1 RU2542306 C1 RU 2542306C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nitrogen
composition
sodium
combustion
generating
Prior art date
Application number
RU2013144652/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Викторович Тартынов
Сергей Николаевич Вагонов
Николай Михайлович Варёных
Олег Юрьевич Антонов
Александр Ильич Якунин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии"
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 Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии" filed Critical Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии"
Priority to RU2013144652/05A priority Critical patent/RU2542306C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2542306C1 publication Critical patent/RU2542306C1/en

Links

Landscapes

  • Air Bags (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to field of pyrotechnics, in particular, to pyrotechnical compositions, intended for obtaining low-temperature gaseous nitrogen in pressure containers, and can be used in automation systems, safety devices, for overflow of aggressive liquids, extinguishing 0f fires, preparation of respiratory mixtures, etc. Nitrogen-generating pyrotechnical composition contains, wt %: sodium azide - 85-91, copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidenfluoride - 1-3 as oxidiser, and technical carbon with particle size 0.15-023 mcm - 8-12 as framework-forming substance.
EFFECT: increased volume of pure cold nitrogen output due to complete binding of metal sodium and optimisation of ratio of thermal base components oxidiser/fuel, with displacement towards fuel excess side, which extends technological possibilities of composition application.
2 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к области пиротехники, в частности к пиротехническим составам, предназначенным для получения низкотемпературного газообразного азота в емкостях давления, и может быть использовано в системах автоматики, предохранительных устройствах, для передавливания агрессивных жидкостей, тушения пожаров, приготовления дыхательных смесей и т.д.The invention relates to the field of pyrotechnics, in particular to pyrotechnic compositions designed to produce low-temperature gaseous nitrogen in pressure vessels, and can be used in automation systems, safety devices, for crushing aggressive liquids, fighting fires, preparing breathing mixtures, etc.

Использование емкостей давления, наполненных низкотемпературным азотом, как правило, обусловлено конструктивными ограничениями (термостойкость конструкционных материалов, минимизация тепловых потерь при наддуве конструкции и др.).The use of pressure tanks filled with low-temperature nitrogen, as a rule, is due to structural limitations (heat resistance of structural materials, minimization of heat loss during supercharging of a structure, etc.).

Кроме низкой температуры генерируемого газа, одним из основных требований, предъявляемых в этом случае к азотогенерирующим составам, является его высокая чистота: отсутствие в продуктах сгорания конденсированных веществ и агрессивных соединений.In addition to the low temperature of the generated gas, one of the main requirements in this case for nitrogen generating compounds is its high purity: the absence of condensed substances and aggressive compounds in the combustion products.

Очевидно, что чем выше выход азота с единицы массы исходного пиротехнического состава, тем выше эффективность действия устройства на его основе.It is obvious that the higher the nitrogen yield per unit mass of the initial pyrotechnic composition, the higher the efficiency of the device based on it.

Основным условием генерации чистого, не загрязненного конденсированными продуктами азота является более низкая температура горения, сравнительно с температурой плавления основных конденсированных продуктов горения, поскольку в противном случае расплавленные продукты горения легко выносятся образующимся потоком газа.The main condition for the generation of pure nitrogen that is not contaminated with condensed products is a lower combustion temperature, compared with the melting temperature of the main condensed products of combustion, since otherwise the molten products of combustion are easily carried away by the resulting gas stream.

В азотгенерируемых пиротехнических составах в качестве основы используются, как правило, азид натрия, выделяющий при термическом разложении единственный газообразный продукт - азот.In nitrogen-generated pyrotechnic compositions, as a rule, sodium azide is used as the basis, which releases the only gaseous product, nitrogen, during thermal decomposition.

Вместе с тем подавляющее большинство азидов обладает высокими взрывчатыми свойствами и являются инициирующими взрывчатыми веществами. Азид натрия - одно из немногих соединений этого ряда, не способных к взрывчатому превращению, что, наряду с освоенностью технологии промышленного изготовления, предопределило его использование в качестве основного компонента азотгенерирующего состава.However, the vast majority of azides has high explosive properties and are initiating explosives. Sodium azide is one of the few compounds of this series that are not capable of explosive conversion, which, along with the mastery of industrial manufacturing technology, predetermined its use as the main component of the nitrogen generating composition.

В пиротехнический азотгенерирующий состав, помимо азида натрия, входит окислитель, обеспечивающий необходимую температуру горения и который одновременно используется для связывания натрия, образующегося при разложении азида натрия.In addition to sodium azide, the pyrotechnic nitrogen-generating composition includes an oxidizing agent, which provides the necessary combustion temperature and which is simultaneously used to bind sodium formed during the decomposition of sodium azide.

В качестве окислителя, предпочтительно, используются окислы металлов группы железа (железа, никеля, кобальта). В этом случае при горении состава достигается температура плавления конденсированных продуктов ниже температуры горения состава; и в результате реакции между компонентами образуются чистые металлы, которые обладают высокой способностью восприниматься фильтром, препятствующим уносу конденсированной фазы генерируемого газа (см., например, патент US 3895098, C01B 21/00, 1975 г.).As the oxidizing agent, metal oxides of the iron group (iron, nickel, cobalt) are preferably used. In this case, when the composition is burned, the melting point of the condensed products is lower than the combustion temperature of the composition; and as a result of the reaction between the components, pure metals are formed, which are highly perceptible by the filter, which prevents the entrainment of the condensed phase of the generated gas (see, for example, US 3895098, C01B 21/00, 1975).

Азид натрия (NaN3) и оксид железа (Fe2O3) в указанном пиротехническом составе содержатся в соотношении (мас.%) 71/29 соответственно.Sodium azide (NaN 3 ) and iron oxide (Fe 2 O 3 ) in the specified pyrotechnic composition are contained in the ratio (wt.%) 71/29, respectively.

Недостатком указанного азотгенерирующего состава является высокое загрязнение несвязанным металлическим натрием (до 20 мас.%) в парообразном или жидком виде, так как его температура плавления составляет 97,83°C, а температура кипения - 882,9°C (при температуре горения состава выше 1000°C).The disadvantage of this nitrogen-generating composition is the high contamination with unbound metallic sodium (up to 20 wt.%) In vapor or liquid form, since its melting point is 97.83 ° C and its boiling point is 882.9 ° C (at a combustion temperature of the composition above 1000 ° C).

Это объясняется тем, что стехиометрическое соотношение его структурных компонентов соответствует содержанию азида натрия, равным 62 мас.%, что подтверждается результатами исследований зависимости скорости горения двойной смеси NaN3+Fe2O3 от соотношения компонентов и соответствующими данными химического и рентгенофазного анализа продуктов реакции смесей.This is because the stoichiometric ratio of its structural components corresponds to a sodium azide content of 62 wt.%, Which is confirmed by the results of studies of the dependence of the burning rate of a binary NaN 3 + Fe 2 O 3 mixture on the ratio of components and the corresponding data of chemical and x-ray phase analysis of the reaction products of mixtures .

Отмеченный недостаток устранен в пиротехническом составе, применяющемся в автомобильных мешках безопасности, описанном в патенте US №4547235, нац. кл. 252-94, 1984 г., включающий азид натрия, окислитель - нитрат калия, каркасообразователь - двуокись кремния, серу в качестве активатора горения и технологическую добавку - серу, причем компоненты состава содержатся в следующем соотношении (мас.%):The noted drawback is eliminated in the pyrotechnic composition used in automobile safety bags described in US patent No. 4547235, nat. class 252-94, 1984, including sodium azide, an oxidizing agent - potassium nitrate, a carburizing agent - silicon dioxide, sulfur as a combustion activator and a technological additive - sulfur, and the components of the composition are contained in the following ratio (wt.%):

азид натрияsodium azide 60-6860-68 двуокись кремнияsilica 18-2418-24 нитрат калияpotassium nitrate 8-248-24 дисульфид молибденаmolybdenum disulfide 2-42-4 сераsulfur 2-42-4

В этом пиротехническом составе азид натрия является основным газообразующим компонентом и горючим. Двуокись кремния совместно с нитратом калия снижает содержание щелочной составляющей (натрия, окиси натрия) в продуктах сгорания. Дисульфид молибдена улучшает прессуемость состава при его уплотнении в заряды.In this pyrotechnic composition, sodium azide is the main gas-forming component and fuel. Silicon dioxide together with potassium nitrate reduces the content of the alkaline component (sodium, sodium oxide) in the combustion products. Molybdenum disulfide improves the compressibility of the composition when it is compacted into charges.

По технической сущности и числу совпадающих признаков вышеописанный пиротехнический состав выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному азотгенерирующему составу.According to the technical nature and the number of matching features, the above pyrotechnic composition is selected as the closest analogue to the proposed nitrogen-generating composition.

Недостатки известного пиротехнического состава, термическая основа которого представляет собой бинарную смесь в стехиометрическом соотношении:The disadvantages of the known pyrotechnic composition, the thermal basis of which is a binary mixture in a stoichiometric ratio:

- сравнительно небольшой выход азота из-за повышенного содержания окислителя и каркасообразователя, необходимых для полного химического связывания продуктов разложения азида натрия (прежде всего металлического натрия);- a relatively small nitrogen yield due to the increased content of the oxidizing agent and carcass forming agent necessary for complete chemical bonding of the decomposition products of sodium azide (primarily metallic sodium);

- высокая температура горения смеси, компоненты термической основы которой содержатся в соотношении, близком к стехиометрическому, что продиктовано достижением максимального тепловыделения, соответственно высокая температура горения смеси, компоненты термической основы которой содержатся в соотношении близком к стехиометрическому, что продиктовано достижением максимального тепловыделения, соответственно высоких температуры и скорости горения.- the high combustion temperature of the mixture, the components of the thermal base of which are contained in a ratio close to stoichiometric, which is dictated by the achievement of maximum heat release, respectively, the high combustion temperature of the mixture, the components of the thermal base of which are contained in the ratio of close to stoichiometric, which is dictated by the achievement of maximum heat release, respectively and burning speed.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание пиротехнического азотгенерирующего состава с низкой температурой горения, обеспечивающего повышенный выход чистого азота.The technical problem to which the present invention is directed is the creation of a pyrotechnic nitrogen-generating composition with a low combustion temperature, providing an increased yield of pure nitrogen.

Требуемый технический результат достигается тем, что известный азотгенерирующий пиротехнический состав на основе азида натрия, включающий окислитель и каркасообразующее вщество, согласно изобретению, содержит в качестве окислителя сополимер тетрафторэтилена с винилиден-фторидом, а в качестве каркасообразующего вещества - углерод технический размером частиц 0,15-0,23 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:The required technical result is achieved by the fact that the known nitrogen-generating pyrotechnic composition based on sodium azide, including an oxidizing agent and a carcass-forming substance, according to the invention, contains a copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride as an oxidizing agent, and technical carbon particle size 0.15- as a carcassing substance 0.23 μm, in the following ratio of components, wt.%:

азид натрияsodium azide 85-9185-91 сополимер тетрафторэтиленаtetrafluoroethylene copolymer с винилиденфторидомwith vinylidene fluoride 1-31-3 углерод техническийcarbon technical 8-128-12

Отличительные признаки обеспечили резкое повышение объема выхода чистого азота (до 99,9 мас.%) и снижение его температуры (310-550°C) за счет полного связывания металлического натрия и фильтрации конденсированной фазы в каркасном фильтре, при оптимизации соотношения компонентов термической основы окислитель/горючее в сторону избытка горючего, что расширяет технологические возможности использования состава.Distinctive features ensured a sharp increase in the yield of pure nitrogen (up to 99.9 wt.%) And a decrease in its temperature (310-550 ° C) due to the complete binding of metallic sodium and filtration of the condensed phase in the frame filter, while optimizing the ratio of the components of the thermal base oxidizer / fuel in the direction of excess fuel, which expands the technological possibilities of using the composition.

Использование в качестве окислителя сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом (торговая марка фторопласт-42) обеспечивает дополнительное разложение остатков азида натрия, так как он служит инициатором его автокаталитического разложения.The use of tetrafluoroethylene-vinylidene fluoride copolymer (trademark fluoroplast-42) as an oxidizing agent provides additional decomposition of sodium azide residues, as it initiates its autocatalytic decomposition.

Диапазон массового содержания сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом определен из условия обеспечения минимально возможной температуры горения состава при стабильном характере его горения.The mass range of the tetrafluoroethylene-vinylidene fluoride copolymer is determined from the condition of ensuring the lowest possible combustion temperature of the composition with a stable nature of its combustion.

Углерод технический является доступным отечественного производства веществом, которое в структуре азотгенеририруещего пиротехнического вещества служит в качестве каркасообразователя - пористого материала, обеспечивающего формирование газопроницаемой матрицы, в порах которой за счет капиллярного растекания с последующим остыванием остается металлический натрий, что обеспечивает высокую чистоту газообразного азота до 99,9%.Technical carbon is an available domestic product, which in the structure of a nitrogen-generating pyrotechnic substance serves as a carburizing agent - a porous material that provides the formation of a gas-permeable matrix, in the pores of which metal sodium remains due to capillary spreading, which ensures high purity of nitrogen gas to 99, 9%.

Экспериментально определенный размер частиц порошка технического углерода дисперсностью 0,15-0,23 мкм был оптимизирован по достигаемым качествам формируемого пористого каркаса, в котором обеспечивается поглощение жидкого металлического натрия пористым каркасом из частиц углерода.The experimentally determined particle size of carbon black powder with a fineness of 0.15-0.23 microns was optimized for the achievable qualities of the porous skeleton formed, in which the absorption of liquid metallic sodium by the porous skeleton of carbon particles is ensured.

Выбранный диапазон дисперсности технического углерода обеспечивает формирование пористой структуры каркаса, удерживающей металлический натрий в конденсированных продуктах сгорания состава и, соответственно, исключающей присутствие в генерируемом азоте при низкой температуре горения состава.The selected range of dispersion of carbon black provides the formation of a porous structure of the skeleton that holds metallic sodium in the condensed products of combustion of the composition and, accordingly, eliminates the presence of the composition in the generated nitrogen at a low combustion temperature.

При размере частиц технического углерода больше 0,23 мкм формируется большой размер пор фильтрующего каркаса, которые не удерживают расплавленный при горении состава реакционный натрий.When the particle size of carbon black is greater than 0.23 μm, a large pore size of the filter cage is formed, which do not retain the reaction sodium melted during combustion of the composition.

При размере частиц технического углерода меньше 0,15 мкм проницаемость каркаса слишком мала для прохождения расплавленного металлического натрия, большая часть которого остается в камере сгорания генерирующего устройства, что недопустимо по условиям безопасности.When the particle size of carbon black is less than 0.15 microns, the permeability of the frame is too small for the passage of molten metal sodium, most of which remains in the combustion chamber of the generating device, which is unacceptable under safety conditions.

Горючее - азид натрия, который является поставщиком нейтрального газообразного азота, присутствует в термической основе предложенного пиротехнического состава в большом избытке, сравнительно со стехиометрическим соотношением, обеспечивая выделение тепла, достаточного для термического разложения газогенерирующего компонентаFuel - sodium azide, which is a supplier of neutral gaseous nitrogen, is present in the thermal base of the proposed pyrotechnic composition in large excess, compared with the stoichiometric ratio, providing heat that is sufficient for the thermal decomposition of the gas-generating component

При содержании в составе азида натрия меньше 85 мас.% падает выход генерируемого азота, растет температура горения и содержание паров натрия в газообразных продуктах сгорания.When the content of sodium azide in the composition is less than 85 wt.%, The yield of generated nitrogen decreases, the combustion temperature and the content of sodium vapor in the gaseous products of combustion increase.

При содержании в составе азида натрия больше 91 мас.% в конденсированных продуктах сгорания появляется избыточный металлический натрий, не связанный фильтрующим каркасом; кроме того, снижается температура его горения, что является причиной нестабильности вплоть до затухания.When the content in the composition of sodium azide is more than 91 wt.% In the condensed products of combustion appears excess metallic sodium, not bound by a filtering frame; in addition, its burning temperature decreases, which is the cause of instability up to the attenuation.

При содержании в составе фторопласта-42 меньше 1 мас.% процесс горения нестабилен до возможного затухания.When the content of the fluoroplast-42 is less than 1 wt.%, The combustion process is unstable until possible attenuation.

При содержании в составе фторопласта-42 больше 3 мас.% температура горения возрастает из-за смещения соотношения компонентов термической основы в сторону стехиометрии, в результате чего в газообразных продуктах сгорания появляются пары натрия, что недопустимо.When the content of fluoroplast-42 is more than 3 wt.%, The combustion temperature increases due to a shift in the ratio of the components of the thermal base towards stoichiometry, as a result of which sodium vapor appears in gaseous products of combustion, which is unacceptable.

Минимальное содержание в пиротехническом составе углерода технического (8 мас.%) ограничено необходимостью полностью связать свободный металлический натрий в конденсированных продуктах горения, чтобы исключить его вынос генерируемым газовым потоком, исключив его загрязнение, которое снижает эффективность действия по назначению.The minimum content of technical carbon in the pyrotechnic composition (8 wt.%) Is limited by the need to completely bind free metallic sodium in condensed combustion products in order to prevent its removal by the generated gas stream, eliminating its pollution, which reduces the efficiency of the intended action.

При содержании в пиротехническом составе углерода технического больше 12 мас.% температура горения снижается ниже критического уровня, что приводит к нестабильности процесса с высокой вероятностью затухания. Кроме того, при этом снижается выход азота.When the technical carbon content in the pyrotechnic composition is more than 12 wt.%, The combustion temperature decreases below a critical level, which leads to process instability with a high probability of attenuation. In addition, this reduces the yield of nitrogen.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.Therefore, each essential sign is necessary, and their combination in a stable relationship is sufficient to achieve a novelty of quality that is not inherent in the signs of disunity, that is, the technical problem posed in the invention is solved not by the sum of the effects, but by a new super-effect of the sum of the signs.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники показал, что оно неизвестно, что соответствует критерию «новизна» условий патентоспособности.A comparative analysis of the proposed technical solution with the identified analogues of the prior art showed that it is unknown, which meets the criterion of "novelty" of patentability conditions.

Техническая сущность изобретения в новой совокупности существенных признаков явным образом не следует для специалиста по пиротехнике, то есть сочетание компонентов в заявленном их массовом соотношении является неочевидным.The technical nature of the invention in a new set of essential features clearly does not follow for a specialist in pyrotechnics, that is, a combination of components in their claimed mass ratio is not obvious.

Поэтому, с учетом возможности промышленного серийного изготовления азотгенерирующего пиротехнического состава на действующем оборудовании, можно сделать вывод о соответствии изобретения критериям патентоспособности.Therefore, taking into account the possibility of industrial serial production of a nitrogen-generating pyrotechnic composition on existing equipment, we can conclude that the invention meets the patentability criteria.

Количественное соотношение компонентов предложенного азотгенерирующего пиротехнического состава для образования чистого холодного азота было рассчитано по математической модели планирования эксперимента и нашло подтверждение по достижению показателей назначения при экспериментальном опробовании опытных образцов уплотненных шашечных зарядов.The quantitative ratio of the components of the proposed nitrogen-generating pyrotechnic composition for the formation of pure cold nitrogen was calculated according to the mathematical model of the planning of the experiment and was confirmed by the achievement of the destination indicators during the experimental testing of prototypes of compacted checkered charges.

Предложенный азотгенерирующий состав приготавливают по принятой в отрасли технологии смешиванием компонентов в промышленном смесителе.The proposed nitrogen-generating composition is prepared according to industry accepted technology by mixing the components in an industrial mixer.

В смеситель загружают мерными долями фторопласт-42 в виде раствора в ацетоне Ф-42В-10, согласно СТО 07514305-2.2.7-2007, и углерод технический П-803 по ГОСТ 7885-86, после чего их перемешивают в течение 7-10 минут.Fluoroplast-42 in the form of a solution in acetone F-42V-10, according to STO 07514305-2.2.7-2007, and technical carbon P-803 according to GOST 7885-86 are loaded into the mixer in measured shares, after which they are mixed for 7-10 minutes.

Затем в смеситель загружают азид натрия марки «C», ТУ 3.7513607.004-91, и вновь перемешивают состав в течение 15-20 минут до равномерного распределения компонентов.Then, grade C sodium azide, TU 3.7513607.004-91 is loaded into the mixer, and the composition is mixed again for 15-20 minutes until the components are evenly distributed.

Далее приготовленную смесь выгружают на лотки и сушат до содержания влаги и летучих не выше 0,3 мас.%, после чего ее направляют на прессование азотгенерирующих зарядов заданных габаритов и плотности.Next, the prepared mixture is unloaded on trays and dried to a moisture and volatile content of not higher than 0.3 wt.%, After which it is sent to pressing nitrogen-generating charges of a given size and density.

Горение приготовленных зарядов из предложенного пиротехнического состава протекает по схеме:The burning of the prepared charges from the proposed pyrotechnic composition proceeds according to the scheme:

4NaN3+C2F4→4NaF+2С+6N2↑+Q4NaN 3 + C 2 F 4 → 4NaF + 2С + 6N 2 ↑ + Q

Выделяющееся в результате этой химической реакции тепло используется для термодеструкции азида натрия:The heat released as a result of this chemical reaction is used for the thermal decomposition of sodium azide:

2NaN3→2Na+3N22NaN 3 → 2Na + 3N 2

Образовавшийся при этом металлический натрий (температура плавления 97,86°C, а температура кипения 883,15°C) поглощается сажой, выделяющейся из технического углерода при сгорании состава, чем обеспечивается чистота генерируемого азота.The metallic sodium formed in this case (melting point 97.86 ° C, and boiling point 883.15 ° C) is absorbed by soot released from carbon black during combustion of the composition, which ensures the purity of the generated nitrogen.

Для оптимизации количественного соотношения компонентов состава по изобретению были приготовлены пиротехнические смеси для испытаний, которые включали структурные элементы в пределах предложенных диапазонов, в его середине и за границами оптимизированных значений необходимого минимального и максимального количества их массового содержания в составе.To optimize the quantitative ratio of the components of the composition according to the invention, pyrotechnic mixtures were prepared for testing, which included structural elements within the proposed ranges, in the middle and outside the optimized values of the required minimum and maximum amounts of their mass content in the composition.

Характерные рецептуры испытанных составов приведены в Таблице 1.Typical formulations of the tested formulations are shown in Table 1.

Таблица 1 Table 1 Рецептуры по изобретениюFormulations of the Invention компонентыComponents СОСТАВЫ, мас.%COMPOSITIONS, wt.% 1one 22 33 4four 55 ПрототипPrototype азид натрияsodium azide 8585 8888 9191 8484 9292 6464 углерод техническийcarbon technical 1212 1010 88 15,515,5 4four -- фторопласт-42ftoroplast-42 33 22 1one 0,50.5 4four -- двуокись кремнияsilica -- -- -- -- -- 18eighteen нитрат калияpotassium nitrate -- -- -- -- -- 1212 сераsulfur -- -- -- -- 33 дисульфид молибденаmolybdenum disulfide -- -- -- -- -- 33

Технические свойства и показатели (усредненные по опытам) представлены в Таблице 2.Technical properties and indicators (averaged over experiments) are presented in Table 2.

Таблица 2 table 2 Характеристики испытанных составовCharacteristics of tested formulations характеристикиcharacteristics СОСТАВЫCOMPOSITIONS 1one 22 33 4four 55 прот.prot. температура горения, °Ccombustion temperature, ° C 310310 480480 550550 180180 10001000 16001600 газопроизводительность, (W), м3/кгgas production, (W), m3 / kg 0,440.44 0,480.48 0,460.46 0,460.46 0,440.44 0,330.33 содержание паров натрия в газообразных продуктах горения, об. %the content of sodium vapor in gaseous products of combustion, vol. % 0,00010.0001 0,0030.003 0,030,03 0,000240,00024 0,50.5 6,86.8 характер горенияnature of burning устойчивыйstable уст.mouth уст.mouth неустойчивый, до затуханияunstable, before attenuation уст.mouth уст.mouth скорость горения (при ρ=10 МПа), мм/сburning rate (at ρ = 10 MPa), mm / s 1,51,5 3,23.2 4,64.6 не определяетсяnot determined 88 2323

Из таблицы 2 следует, что отличительные признаки обеспечили составам номинальной рецептуры повышение газопроизводительности, в частности состава №2, сравнительно с составом по прототипу, ΔW=36% и снижение температуры горения (ΔT=1120°C).From table 2 it follows that the distinctive features provided the nominal composition of the composition of the increase in gas production, in particular composition No. 2, compared with the composition of the prototype, ΔW = 36% and lower combustion temperature (ΔT = 1120 ° C).

При этом в газообразных продуктах горения практически отсутствуют пары металлического натрия, фактическое содержание паров натрия снижено на три порядка.Moreover, in the gaseous products of combustion there are practically no metallic sodium vapors, the actual content of sodium vapor is reduced by three orders of magnitude.

Азотгенерирующие составы, содержание компонентов в которых выходит за пределы заявленного оптимизированного диапазона, не соответствуют заданным требованиям ТТЗ: состав №4 имеет неустойчивый характер горения, сопровождающийся затуханием образца, а для состава №5 характерны недопустимо высокое содержание натрия в газообразных продуктах горения заряда и неприемлемо высокая температура горения состава.Nitrogen-generating compositions, the content of components in which falls outside the declared optimized range, do not meet the specified TTZ requirements: composition No. 4 has an unstable combustion character, accompanied by sample attenuation, and composition No. 5 is characterized by an unacceptably high sodium content in gaseous charge combustion products and unacceptably high combustion temperature of the composition.

Азотгенерирующие составы №№1, 2, 3, содержащие структурные компоненты в оптимальном массовом соотношении, обладают высокой газопроизводительностью, низкой температурой горения и характеризуются минимальным содержанием в газообразных продуктах сгорания агрессивной примеси в виде паров металлического натрия, который поглощается каркасом из спекшегося углерода технического.Nitrogen-generating compounds No. 1, 2, 3, containing structural components in the optimal mass ratio, have high gas productivity, low combustion temperature and are characterized by a minimum content of aggressive impurities in gaseous products of combustion in the form of metallic sodium vapor, which is absorbed by a sintered carbon technical framework.

Достигнутые показатели назначения состава по изобретению существенно превосходят существующий уровень по составам-аналогам, что позволяет рекомендовать предложенный азотгенерирующий пиротехнический состав для практического применения в изделиях разнообразного назначения.The achieved indicators of the appointment of the composition according to the invention significantly exceed the existing level in analog compositions, which allows us to recommend the proposed nitrogen-generating pyrotechnic composition for practical use in products for various purposes.

Гарантированное достижение улучшенных показателей назначения составов, содержащих компоненты в оптимизированных диапазонах массового их соотношения, позволяет использовать действующее технологическое оборудование для серийного изготовления азотгенерирующих зарядов из предложенного пиротехнического состава для поставки заказчикам.Guaranteed achievement of improved performance indicators for formulations containing components in optimized ranges of their mass ratio allows the use of existing technological equipment for serial production of nitrogen-generating charges from the proposed pyrotechnic composition for delivery to customers.

Claims (1)

Азотгенерирующий пиротехнический состав на основе азида натрия, включающий окислитель и каркасообразующее вещество, отличающийся тем, что он содержит в качестве окислителя сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом, а в качестве каркасообразующего вещества - углерод технический с размером частиц 0,15-0,23 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
азид натрия 85-91 сополимер тетрафторэтилена свинилиденфторидом 1-3 углерод технический 8-12
Nitrogen-generating pyrotechnic composition based on sodium azide, including an oxidizing agent and a frame-forming substance, characterized in that it contains a copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride as an oxidizing agent, and technical carbon with a particle size of 0.15-0.23 microns as a frame-forming substance, in the following the ratio of components, wt.%:
sodium azide 85-91 tetrafluoroethylene copolymer pork vinylidene fluoride 1-3 carbon technical 8-12
RU2013144652/05A 2013-10-07 2013-10-07 Nitrogen-generating pyrotechnical composition RU2542306C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013144652/05A RU2542306C1 (en) 2013-10-07 2013-10-07 Nitrogen-generating pyrotechnical composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013144652/05A RU2542306C1 (en) 2013-10-07 2013-10-07 Nitrogen-generating pyrotechnical composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2542306C1 true RU2542306C1 (en) 2015-02-20

Family

ID=53288969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013144652/05A RU2542306C1 (en) 2013-10-07 2013-10-07 Nitrogen-generating pyrotechnical composition

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2542306C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020060440A1 (en) 2018-09-21 2020-03-26 Естиконде Инвестмент Лимитед Nitrogen-generating composition for fire-extinguishing and method for producing same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2105750C1 (en) * 1996-02-09 1998-02-27 Предприятие "Источник" Gas-generation composition
US6045638A (en) * 1998-10-09 2000-04-04 Atlantic Research Corporation Monopropellant and propellant compositions including mono and polyaminoguanidine dinitrate
RU2174437C1 (en) * 1997-08-21 2001-10-10 ООО "СПБ - Средства пожарной безопасности" Generation of low-temperature gas from solid fuel
US7335270B2 (en) * 2001-10-23 2008-02-26 Nof Corporation Gas generating composition and gas generator
EP2489649A1 (en) * 2009-10-15 2012-08-22 Nipponkayaku Kabushikikaisha Gas generating agent composition, molded product of the composition, and gas generation device equipped with the molded product

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2105750C1 (en) * 1996-02-09 1998-02-27 Предприятие "Источник" Gas-generation composition
RU2174437C1 (en) * 1997-08-21 2001-10-10 ООО "СПБ - Средства пожарной безопасности" Generation of low-temperature gas from solid fuel
US6045638A (en) * 1998-10-09 2000-04-04 Atlantic Research Corporation Monopropellant and propellant compositions including mono and polyaminoguanidine dinitrate
US7335270B2 (en) * 2001-10-23 2008-02-26 Nof Corporation Gas generating composition and gas generator
EP2489649A1 (en) * 2009-10-15 2012-08-22 Nipponkayaku Kabushikikaisha Gas generating agent composition, molded product of the composition, and gas generation device equipped with the molded product

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020060440A1 (en) 2018-09-21 2020-03-26 Естиконде Инвестмент Лимитед Nitrogen-generating composition for fire-extinguishing and method for producing same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3323782B1 (en) Oxygen generating compositions comprising ionic liquids
US9850182B2 (en) Solid-rocket propellants
EP3323783B1 (en) Use of ionic liquids in compositions for generating oxygen
CN108069396B (en) Composition comprising an ionic liquid for decomposing peroxides
US20070057224A1 (en) Composition for cooling and simultaneous filtration of the gas-aerosol fire-extinguishing mixture
EP3428119B1 (en) Composition and method for generating oxygen from peroxides in ionic liquids
RU2542306C1 (en) Nitrogen-generating pyrotechnical composition
US4490274A (en) Oxygen-generating chemical composition
EP3323471B1 (en) Device for generating oxygen
EP3323781B1 (en) Method for generating oxygen from compositions comprising ionic liquids
RU2694773C1 (en) Nitrogen-generating composition for fire extinguishing and method for its production
RU2484075C2 (en) Method to manufacture pyrotechnical charges
EP3428120A1 (en) Device for generating oxygen from peroxides in ionic liquids
RU2151135C1 (en) Gas-generating composition
RU2571753C1 (en) Ice-forming propellant
Due-Hansen The decomposition of ammonium nitrate under fire conditions–a review of ammonium nitrate thermolysis
RU2538876C1 (en) Pyrotechnic composition for nitrogen generation
RU2105750C1 (en) Gas-generation composition
RU2812442C1 (en) Aerosol-forming pyrotechnic composition for fire smothering
RU2813527C1 (en) Pyrotechnical fire extinguishing composition
RU2174437C1 (en) Generation of low-temperature gas from solid fuel
RU2686926C1 (en) Method of producing aerosol-forming pyrotechnic composition for fire extinguishing
US2434067A (en) Short delay fuse elements
RU2257930C1 (en) Solid nitrogen source composition for obtaining breathing gas
JP2021088642A (en) Magnesium oxide-containing nitrocellulose composition