تعيين طول عمر ماده منفجره اكفول با استفاده از روش تجزيه حرارتي وزن سنجي

Lifetime Determination of Ocfol Explosive by Using Thermogravimetric Analysis

اندازه گيري طول عمر مواد شيميايي انفجاري، يكي از زمينه‌هاي تحقيقاتي مهم سال‌هاي اخير مي‌باشد. از بين روش‌هاي متعدد در تخمين طول عمر، روش مبتني بر تحليل سينتيكي حالت جامد تجزيه حرارتي مواد شيميايي انفجاري از نظر مباني علمي و دقت بهترين روش ارزيابي زمان عمر محسوب مي‌شود. در اين تحقيق با تعيين پارامترهاي سينتيكي، طول عمر ماده منفجره اكفول محاسبه شد. منحني هاي تجزيه حرارتي وزن سنجي (TGA) در محدوده ي دمايي 350- 25 درجه سانتي‌گراد در پنج سرعت گرمادهي 2، 4، 6، 7و 8 درجه سانتي‌گراد بر دقيقه ثبت شد. با دنبال كردن پارامتر كسر تبديل از داده هاي TGA, انرژي فعال سازي و لگاريتم فاكتور فركانس با استفاده از روش هاي تحليل سينتيكي وابسته به مدل و مستقل از مدل بدست آمد. با استفاده از داده هاي تجزيه ي غير هم دما و روش تلفيقي حاصل از دو روش برازش مدل (وابسته به مدل) و مستقل از مدل (هم تبديل)، طول عمر ماده منفجره ي اكفول تخمين زده شد. . مقادير انرژي فعال سازي و logA در كسر تبديل 5%، به ترتيب 227 كيلوژول بر مول و 475/20 بر ثانيه با استفاده از روش مستقل از مدل ازاوا، فلاين و وال (OFW) بدست آمد. همچنين، با استفاده از روش وابسته به مدل، مكانيسم تجزيه حرارتي اكفول بصورت مدل انتگرالي [?ln(1??)]2/3 پيش بيني شد. در نهايت، در كسر تبديل 5% و دماي محيط، طول عمر مادهِ ي منفجره اكفول حدود 15 سال تخمين زده شد.

Lifetime measurement of explosive chemicals is one of the important research fields in the recent years. Among the various methods of estimating lifetime, those based on solid-state kinetic analysis of the thermal decomposition of a chemical explosive are more scientific and accurate. In this study, the lifetime of Ocfol explosive was calculated with measurement of kinetic parameters. Thermal gravimetric analysis (TGA) at temperature range of 25 -350 °C at five heating rates of 2, 4, 6, 7 and 8 oC/min were recorded. The activation energy and logarithm of the frequency factor were obtained using kinetic analysis methods of model-fitting and model-free based on the parameter of conversion fraction (?) from TGA data. The lifetime of Ocfol was estimated by using non-isothermal analysis data and combination method of model-fitting and model-free (isoconversional) methods. The activation energy and logA values at ? = 5% were obtained 227 kJ/mol and 20.475 1/s, respectively, by using Ozawa-Flynn- Wall model-free method. Also, the mechanism of thermal decomposition of Ocfol was predicted as integral model of [?ln(1??)]2/3 by model-fitting method. Finally, at ? = 5% and ambient temperature, lifetime of Ocfol was estimated more than 15 years.