پارامترهاي تجزيه حرارتي ماده منفجره پلاستيكي PBXN-111

Thermal Decomposition Parameters of PBXN-111 Plastic Bonded Explosive

PBXN-111 يك ماده منفجره زيرآبي قابل ريخته‌گري- پخت و حاوي اجزاي اصلي RDX. آمونيوم‌پركلرات، پودر آلومينيم و بايندر HTPB است. در اين تحقيق پارامترهاي سينتيكي و ترموديناميكي تجزيه حرارتي اين ماده منفجره پلاستيكي با دو روش محاسباتي كسينجر و فلاين- وال اوزاوا (FWO) مبتني بر داده‌هاي گرماسنجي روبشي تفاضلي و تحت شرايط غير هم‌دما با سرعت‌هاي گرمايش 5، 10، 15 و 20 درجه سلسيوس بر دقيقه بررسي شده است. نتايج نشان داد كه اين خرج داراي پايداري حرارتي بالغ بر C° 200 است. با افزايش سرعت گرمايش در آناليز، دماي تجزيه حرارتي RDX، به عنوان فعال‌ترين جز PBX، افزايش مي‌يابد. مقدار انرژي فعال‌سازي تجزيه RDX در حدود 16% نسبت به حالت خالص آن افزايش يافته است. متوسط مقادير آنتالپي، انرژي آزاد گيبس و آنتروپي فعال‌سازي تجزيه حرارتي به ترتيب kJ/mol 34/311،kJ/mol 57/122 و J/mol.K 69/373- است. همچنين متوسط مقادير دماي بحراني انفجار گرمايي و دماي اشتعال 500 روز براي PBXN-111 به ترتيب 35/198 و 95/120 درجه سلسيوس است.

PBXN-111 is a cast cured underwater explosive containing RDX, ammonium perchlorate, aluminum powder and HTPB binder. In this research, the kinetics and thermodynamic properties of thermal decomposition of this PBX investigated by Kissinger and Flynn-Wall-Ozawa (FWO) methods based on differential scanning calorimetry under non-isothermal condition with heating rate of 5, 10, 15 and 20 °C/min. Results showed that thermal stability of this charge exceed 200°C. As heating rate in thermal analysis increased, decomposition temperature of RDX, as first unstable ingredient in PBX, increased slightly. Activation energy of RDX decomposition reaction in PBXN-111 increased 16% in comparison with pure RDX. Average enthalpy, Gibbs free energy and entropy of thermal activation were 311.3 kJ/mol, 122.6 kJ/mol and -373.7 J/mol.K, respectively. In addition, average amounts of critical temperature for thermal explosion and 500-day cookoff temperature of PBXN-111 are 198.4 °C and 120.9 °C, respectively.