مواد پرانرژی
سال:1388 | دوره:4 | شماره:2 (پیاپی 8) |تعداد مقالات:7

-1،1 دی متیل هیدرازین یا دی متیل هیدرازین نامتقارن ( (UDMHیکی از مشتقات هیدرازین است که به طور عمده به عنوان سوخت مایع در موشک استفاده می شود. علاوه بر کاربرد آن در صنایع دفاعی و فضایی، این ماده عامل رشد گیاهان بوده و در سنتز شیمیایی برخی از مواد و نیز تهیه مواد مورد استفاده در عکاسی کاربرد دارد. 1،1- دی متیل هیدرازین علی رغم اهمیت آن، ماده ای بسیار سمی است که براحتی می تواند در هنگام تولید و استفاده وارد اتمسفر شده و باعث آلودگی آب و خاک گردد. با توجه به کاربرد این ماده و اهمیت سمیت آن، اندازه گیری مقادیر کم آن در نمونه های محیطی از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. در این مقاله یک روش جدید برای اندازه گیری اسپکتروفتومتری 1،1- دی متیل هیدرازین بر اساس واکنش با آلدئیدهای آروماتیک ارایه شده است. پس از بهینه سازی شرایط، روش برای اندازه گیری مقادیر ناچیز 1،1-دی متیل هیدرازین در گستره 0.4-6.0mg.ml-2 خطی بوده و میزان حد تشخیص  0.10mg.ml-2 و تکرارپذیری روش (RSD) برای ده اندازه گیری مکرر 45/1% بدست آمده است. این روش برای اندازه گیری 1،1-دی متیل هیدرازین در نمونه های آب به کار برده شد و نتایج رضایت بخشی بدست آمد.

در تحقیق حاضر انتشار موج تراک در مواد شدید الانفجار ایده آل و غیرایده آل مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. برای این منظور یک کد کامپیوتری تهیه شده است که از مدل ارایه شده توسط وود و کرک وود (مدل(WK، که برای تراک خود اتکا با انحنای کم جبهه جواب های مناسبی به دست می دهد، استفاده می کند. با استفاده از این مدل، می توان رابطه بین سرعت انتشار تراک و شعاع انحنای تراک خمیده را که در عمل مشاهده می شود با دقت نسبتا خوبی به دست آورد. در این تحقیق به ضعف تئوری چاپمن - ژوگت (CJ) در پیش بینی سرعت انتشار تراک در مواد منفجره غیرایده آل اشاره و با به کارگیری تئوری WK این ضعف تا حدودی بر طرف شده است. مقایسه نتایج به دست آمده از این مدل با نتایج تجربی، نشان از دقت نسبتا خوب این مدل در شبیه سازی انتشار تراک در مواد منفجره غیرایده آل مخصوصا در انحناهای کم دارد. مطالعه حاضر نشان می دهد که دقت معادلات حالت و نرخ سوزش به کار گرفته شده، نحوه کالیبره کردن آنها و همچنین نزدیکی قوانین مخلوط انتخابی به فیزیک مساله مورد مطالعه نیز در دقت نتایج تاثیرگذار می باشد.

مطالعه سینتیکی واکنش پلی بوتادین دارای انتهای هیدروکسیل(HTPB)  با ایزو فرن دی ایزو سیانات (IPDI) توسط تیتراسیون معکوس انجام شده است. در چهار دمای 30، 40، 50 و 60 درجه سانتیگراد میزان پیشرفت واکنش, ثابت سرعت واکنش و انرژی فعالیت بدست آمده است.نشان داده شده است که واکنش، دارای سرعت درجه دوم ظاهری از غلظت های HTPB و IPDI می باشد. در نمودارهای درجه دوم، یک عدم تداوم ظاهر شده است که این رفتار بدلیل واکنش پذیری متفاوت گروه های ایزوسیانات در مولکول ایزوفرن دی ایزوسیانات می باشد. مقادیر انرژی فعالیت برای دو قسمت منحنی 3/8 و 1/10 کیلو کالری بر مول بدست آمده است. در ادامه کار، اثرپارامترهای نسبت پخت (نسبت اکی والان (NCO/OH و کاتالیست فریک استیل استونات Fe(AA)3 برروی پلیمریزاسیون پلی بوتادین بررسی گردیده است نتایج این تحقیق نشان می دهد در نمودارهای درجه دوم این واکنش، یک عدم تداوم یا به عبارتی شکستگی وجود دارد. مولکولIPDI  یک دی ایزوسیانات سیکلوآلیفاتیک می باشد که شامل یک گروه ایزوسیانات از نوع اول (CH2-NCO) و یک گروه ایزوسیانات از نوع دوم (CH-NCO) می باشد. فعالیتهای متفاوت این گروهها باعث بوجود آمدن عدم تداوم در نمودارهای درجه دوم می شود.در ادامه مطالعات، اثر دما، نوع ایزوسیانات و کاتالیست بر سیستم واکنش مطالعه شده است. نهایتا مقایسه ای نیز بین سینتیک واکنش سه دی ایزوسیانات شامل تولوئن دی ایزوسیانات(TDI) , هگزامتیلن دی ایزوسیانات (HMDI) و ایزو فرن دی ایزوسیانات  (IPDI)انجام شده  است و مشاهده گردید سهولت واکنش گری برای ایزوسیانات ها بترتیب بصورت آروماتیک، آلیفاتیک و سیکلو آلیفاتیک می باشد که با توجه به این نتیجه گیری می توان دی ایزوسیانات متناسب با واکنش مورد نظر را انتخاب نمود.

در این مقاله، برای مواد شدیدالانفجار با معادله حالت و نرخ سوزش کلی، بر مبنای روش "دینامیک شوک تراک" (DSD)3 معادلات اولر واکنشی در ناحیه واکنش مابین شوک پیشرو و مکان صوتی حل شده اند و به این وسیله تاثیر انحنای جبهه تراک در دو حالت واگرا و همگرا بر سرعت انتشار و خواص محصولات حاصل از آن به دست آمده است. معادلات حاکم، در دستگاه متصل به جبهه تراک نوشته شده اند و در استخراج آنها فرض شده که انحنای جبهه تراک نسبت به طول نیمه واکنش4، کم است و تغییرات هندسه آن نسبت به زمان عبور ذره از ناحیه واکنش به آهستگی صورت می گیرد. نتایج به دست آمده از این تحقیق بر نتایج مراجع معتبر کاملا منطبق می باشد. این تحلیل نشان می دهد که با افزایش انحنای جبهه، سرعت تراک واگرا نسبت به تراک تخت پایا کم شده و در صورتی که انحنا از حدی بیشتر شود، تراک میرا خواهد شد. در صورتی که تراک به صورت همگرا منتشر شود، با کوچک شدن اندازه شعاع موج تراک، سرعت و قدرت آن به شدت افزایش می یابد. در ناحیه واکنش مواد شدیدالانفجار، مواد اولیه و محصولات واکنش به صورت همزمان حضور دارند. برای محاسبه خواص این مخلوط، نیاز به استفاده از یک سری فرضیات است که با نام قواعد مخلوط شناخته می شوند. در این تحقیق، تاثیر قواعد مخلوط بر خواص تراک تخت پایا و تراک خمیده بررسی می شود. نتایج این تحقیق نشان می دهد که فرم قواعد مخلوط تاثیر چندانی بر خواص تراک تخت ندارد. اما این اثر در تراک خمیده واگرا کاملا مشهود و قابل توجه است. به نحوی که سرعت انتشار تراک و در نتیجه فشار، چگالی و سایر خواص پشت آن را به مقدار زیادی تغییر می دهد.

هنگامی که ماده منفجره داخل پوسته استوانه ای منفجر می شود، انرژی زیـادی به طور ناگهانی آزاد می کند که سبب شکسته شدن پوسته به تکه هایی (ترکش هایی) با ابعاد و اندازه های مختلف می شود. برای کنترل ابعاد و شکل ترکشها، روش هایی همچون ایجاد شیار بر سطح مخزن ماده منفجره ارایه شده است. عمق، راستا، شکل و فاصله بین شیارها از جمله عوامل موثر در کنترل شکست استوانه ها می باشد. به منظور بررسی شکست با توجه به پیچیده بودن، پرهزینه و خطرناک بودن پدیده انفجار، از شبیه سازی عددی استفاده شده است. در این مقاله پس از بررسی شبیه سازی شکست استوانه تحت اثر بار انفجاری، به بررسی تاثیر چندین چیدمان شیار با عمق های متفاوت در فرآیند ایجاد ترکش در استوانه ها پرداخته شده است. برای شبیه سازی عددی، از روش حل صریح و نرم افزار LS-DYNA استفاده شده است. نتایج تحلیل ها نشان می دهد که شیارهای طولی، تاثیر بسیار بیشتری نسبت به شیارهای حلقوی در نحوه شکست استوانه شیاردار دارد، به طوریکه فرآیند شکست عمدتا توسط شیارهای طولی کنترل می شود. همچنین شیارهایی که در خارج پوسته استوانه ای ایجاد می شوند، کارآیی چندانی در کنترل شکست ندارند.

در کار حاضر بر اساس فرضیه تراک چپمن-ژوگت 3 و با توصیف رفتار محصولات انفجار توسط معادله حالت BKW، کد کامپیوتری جهت پیش بینی خواص انفجاری مواد شدیدالانفجار تهیه شده است. جهت تعیین ترکیب شیمیایی حالت تعادل مخلوط غیرایده آل و چند فازی محصولات انفجار، روش جدیدی برای کمینه سازی انرژی آزاد گیبس به کار رفته است. روش جدید، نوعی روش  نیوتن-رافسن می باشد که مشتقات دوم انرژی آزاد لازم برای استفاده از آن، برای مخلوط غیر ایده آل محاسبه شده اند. دقت روش جدید در مقایسه با دقت روش به کار رفته در کد FORTRAN BKW (که مشتقات دوم انرژی آزاد برابر با مقدار آنها برای مخلوط گاز کامل فرض شده است) بیشتر می باشد. نتایج کد ترموشیمیایی تهیه شده با نتایج تجربی و همچنین نتایج منتشر شده از کدهای ترموشیمیایی دیگر، تطابق خوبی نشان می دهد.

برخی نرم کننده ها و نگهدارنده های پر انرژی دارای گروههای پرانرژی از قبیل نیترو (-NO2)، فلوئورودی نیترو (FC(NO2)2-)، دی فلوئوروآمینو (-NF2)، نیترات استر(-ONO2)، نیترامین   (-NNO2)و آزید(-N3)  توسعه داده شده و مورد استفاده قرار گرفته اند. در این مقاله سعی شده ترکیبی پرانرژی با درصد ازت بالا سنتز شود که دو گروه عاملی پر انرژی ONO2 و N3 را توام در ساختار مولکولی داشته باشد. ترکیب انتخاب شده آزیدوداکسی سلولز نیترات (II) می باشد. برای رسیدن به مولکول مورد نظر، نیتراسیون آزیدوداکسی سلولز(I)  با مخلوطی از اسیدنیتریک 98% و انیدرید استیک در حلال دی کلرومتان در دمای ◦C0 انجام شد. حضور گروه عاملی آزید و افزایش درصد نیتروژن در محصول به دست آمده توسط طیف سنجی IR،13CNMR  و همچنین تجزیه عنصری اثبات شد. گرمای انفجار و حجم گاز حاصل به ترتیب با روش های کالریمتری و گازسنجی مورد بررسی قرار گرفت.