hrvatski

Utjecaj samozagrijavanja uzorka na vrijednosti kinetičkih parametara razgradnje baruta

Homogeni baruti, čije su osnovne komponente nitroceluloza i nitroglicerin, podložni su termičkoj razgradnji koja je praćena nastajanjem dušičnih oksida, vode, ugljikovih oksida, nitratne i nitritne kiseline te oslobađanjem topline. Nastali produkti djeluju autokatalitički na daljnju razgradnju, a u određenim uvjetima (dovoljno visoka temperatura baruta, velika masa baruta, otežana mogućnost odvođenja topline iz barutne mase u okolinu itd.) može doći do akumuliranja oslobođene topline u masi baruta i izazivanja dobro poznate pojave „ samozapaljenja baruta“ ili „ toplinske eksplozije“ . Teorija toplinske eksplozije, koja se temelji na jednadžbi provođenja topline i kinetici reakcija razgradnje, omogućuje teorijsko predviđanje mogućnost samozapaljenja u danim uvjetima. Za pouzdanu procjenu mogućnosti samozapaljenja baruta vrlo je važno poznavati termofizička svojstva baruta, te mehanizam i kinetičke parametre razgradnje. Često se za određivanje kinetičkih parametara razgradnje koriste različite metode termičke analize, različiti eksperimentalni uvjeti te različiti pristupi obrade eksperimentalnih podataka. S druge strane, svaka kinetička metoda ima određena ograničenja, odnosno preduvjete primjenjivosti. Za primjenjivost neizotermičkog izokonverzijskog Ozawinog postupka uvjeti su: da je brzina zagrijavanja konstantna (β = konst.), da nema temperaturnog gradijenta u uzorku, te da je konverzija kod temperature maksimuma egzotermnog DSC pika (α Tmax) uvijek ista neovisno o brzini zagrijavanja. Posebno važan utjecaj na kinetičke parametara razgradnje baruta može imati pojava samozagrijavanja uzorka na račun topline oslobođene tijekom razgradnje, što se manifestira rastom stvarne brzine zagrijavanja u odnosu na programiranu u području razgradnje. Stoga je u ovom radu istraživan utjecaj samozagrijavanja uzorka homogenih baruta (nitroceluloznih i nitroglicerinskih baruta) na vrijednosti kinetičkih parametara određenih na temelju neizotermičkih DSC mjerenja, uz primjenu izokonverzijskog Ozawinog postupka. Utvrđeno je da se uz određene uvjete (mala masa i mala brzina zagrijavanja) Ozawin postupak može primijeniti za određivanje kinetičkih parametara razgradnje homogenih baruta. Pojava samozagrijavanja uzorka homogenih baruta može se smanjiti na minimalnu vrijednost korištenjem uzoraka mase manje od 2 mg i brzina zagrijavanja manje od 5 °C/min.

homgeni baruti; razgradnja; samozapaljenje; kinetički parametri; DSC

nije evidentirano