اثر کاتالیزوری کاتوسن بر سینتیک تجزیه حرارتی مواد منفجره NTO و NTO/TNT

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

دانشکده شیمی کاربردی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین شهر، اصفهان، ایران

چکیده

اثر کاتالیزوری کاتوسن بر روی سینتیک تجزیه حرارتی مواد منفجره NTO (3-Nitro-1, 2, 4-triazol-5-one) و NTO/TNT (Trinitrotoluene) مورد مطالعه قرار گرفت. NTO یک ماده منفجره غیر حساس است و می تواند به عنوان جایگزینی برای بسیاری از مواد منفجره نیترامین استفاده شود و بنابراین ماده منفجره کامپوزیت NTO/TNT خواص یک ماده منفجره غیر حساس را نشان می دهد. طیف FT-IR تغییرات جزئی در پیوندهای مولکولی NTO و TNT با افزودن کاتوسن را نشان می دهد. تجزیه و تحلیل SEM-EDS (Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive-ray Spectroscopy) مورفولوژی نمونه های آماده شده و وجود کاتالیزور در ماتریس نمونه ها را نشان می دهد. برای بررسی رفتار حرارتی NTO و NTO/TNT در غیاب و حضور 3 درصد وزنی کاتوسن، از روش TG/DSC (گراویمتری حرارتی/ کالری‌سنجی اسکن تفاضلی) استفاده می‌شود.  کاهش تقریباٌ oC 5  در دمای پیک گرمازا منحنی‌های DSC و کاهش تقریباٌ   kJ/mol  50 در انرژی فعال‌سازی (Ea) واکنش‌های تجزیه حرارتی NTO و NTO/TNT در حضور کاتوسن دیده می‌شود. انرژی‌های فعال‌سازی با روش‌های بدون مدل Ozawa-Flynn-Wall (OFW) و Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) محاسبه می‌شوند. آزمون­های حساسیت به ضربه، اصطکاک و تخلیه الکتریکی، پایداری NTO و NTO/TNT را در برابر محرک های خارجی در حضور کاتالیزور نشان می دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Catalytic effect of catocene on the thermal decomposition kinetic of NTO and NTO/TNT explosives

نویسندگان [English]

  • Hadi Panahi
  • Hamid Reza Pouretedal
  • Sajjad Damiri
Department of Applied Chemistry, Maleke-ashtar University of Technology, Shahin-shahr, Esfahan, I. R. Iran
چکیده [English]

The catalytic effect of catocene was studied on the kinetic of thermal decomposition of NTO (3-Nitro-1, 2, 4-triazol-5-one) and NTO/TNT (Trinitrotoluene) explosives. NTO is an insensitive explosive and can use as an alternative of many nitramine explosives and thus composite explosive of NTO/TNT shows the properties of an insensitive explosive. FT-IR spectra show the minor changes in molecular bonds of NTO and TNT with addition of catocene. SEM-EDS (Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) analysis indicates the morphology of prepared samples and presence of catalyst in the matrix of samples. TG/DSC (Thermal Gravimetry/Differential Scanning Calorimetery) method is used to study the thermal behaviour of NTO and NTO/TNT in absence and presence of 3% wt. of catocene. A decrease 5 oC in exothermic peak temperature of DSC curves and a decrease 50 kJ/mol in activation energy (Ea) of thermal decomposition reactions of NTO and NTO/TNT are seen in presence of catocene. The activation energies are calculated by model-free methods of Ozawa–Flynn–Wall (OFW), and Kissinger–Akahira–Sunose (KAS). Tests of sensitivity to impact, friction, and electric discharge show the stability of NTO and NTO/TNT against external stimuli in the presence of catalyst.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Catocene
  • catalyst
  • NTO explosive
  • TNT explosive
  • thermal
  • kinetic