Дымовые составы
жүктеу/скачать 46 Kb.
|
| Дымовые составы
Пиротехн. смеси, образующие при горении устойчивые дымы или туманы. Различают Д.С. для создания белых маскирующих и цветных сигнальных дымов. Температура горения 400 - 1000°С. Теплота сгорания 1.6 - 4.1 МДж/кг. Дымообразующие в-ва в составах, предназначенных для получения маскирующих дымов могут содержаться в готовом виде (Дым возникает в результате их возгонки) или образовываться при горении. Составы первого типа содержат окислитель (обычно KClO3), горючее (древесный уголь, крахмал и др) и дымообразователь (хлорид аммония, нафталин, антрацен и фенантрен) Следует отметить, что нафталин (Т пл 80.3°С) заметно летуч уже при нормальной температуре, антрацен, фенантрен возгоняются только при темп-ре ок 200°С, поэтому их применение более предпочтительно. Нафталин и антрацен часто выполняют в. составах функции не только дымообразователя, но и горючего, частично возгоняясь, а частично сгорая. В некоторых медленно горящих составах используют органическое связующее (разл. смолы, идитол) Например: 1) KClO3 -20%, Древесный уголь -10%, Хлорид аммония -50%, Нафталин или антрацен -20%. (содержание в качестве дополнительного дымобразователя нафталина или антрацена компенсирует опасные обменные процессы с образованием нестабильного NH4ClO3 из хлората калия и хлорида аммония и таким образом способствует лучшей устойчивости смеси при хранении) 2) Смесь А-13: KClO3 -40-43%, Хлорид аммония -43-45%, антрацен -14-16%. 3) KNO3 -30%, красный фосфор -10%, Хлорид аммония -60%. Для учебных или сигнальных целей запатентованы нетоксичные и некорродирующие составы белого дыма на основе орг. кислот - до 75% (адипиновой, себациновой, салициловой и др.). Однако из-за пониженной эффективности они не могут быть в полной мере использованы для создания дымовых завес. 4) адипиновая кислота -50%, нитроцеллюлоза -15%, KClO3 -30%, алюминий -5% Несколько более эффективны смеси на основе терефталевой кислоты, они могут быть использованы непосредственно для создания дымовых завес: 5) Терефталевая кислота - 68%, KClO3 -18%, сахароза - 14%, 6) Терефталевая кислота - 50%, KClO3 -13%, сахароза - 27%, нитрат калия - 10% Смеси на основе органических кислот обладают эффективностью 60-70% от широко используемых в военной технике металлохлоридных смесей. Для увеличения эффективности смесей на основе орг. кислот до требуемого уровня предложено снаряжать дымовые шашки дополнительно с 20% смеси на основе красного фосфора, напр: 7) Состав 1: Фосфор-55%, Нитрат натрия - 35%, эпокс. смола -5%. Состав 2: Себациновая кислота - 40%, нитроцеллюлоза -10%, лактоза - 10%, хлорат калия - 35%, алюминий - 5%. Для тренировочных целей и кино также запатентованы нетоксичные составы: 8) Использующий в качестве дымообразователя хлориды калия и натрия: Mg - 20%, KNO3 - 20%, KClO4 -8%, KHCO3 - 12%, KCl -15%, NaCl -15%, дициандиамид - 10%. 9) Дешевый состав использующий в качестве дымообразователя отработанное масло для двигателей: 500г древесные опилки, 390г нитрата аммония или 250г нитрата натрия, 150 или 210мл отработанного масла соответственно. Окислитель растворяют в 500 мл воды при 50°С, пропитывают опилки, сушат и добавляют отработанное масло. Кислородный баланс описанных выше дымовых смесей резко отрицателен, а газовая фаза, образующаяся при горении, содержит значительное количество СО и легковоспламеняющихся паров нафталина или антрацена. Такие составы помещают в оболочку, снабженную выходными или выхлопными отверстиями, которая предохраняет состав от проникновения в него кислорода воздуха. Для защиты от кислорода воздуха предотвращения вспышек при горении, Д.С. помещают в дымовые шашки - металлические цилиндры с днищем и крышкой и вставленного в него сетчатого металлического цилиндра, в который закладывают смесь. Несмотря на принимаемые меры предосторожности дымовые составы дают иногда вспышки при сгорании. Равномерность горения при этом нарушается, у отверстий шашки появляется пламя, количество дыма резко уменьшается и он приобретает сероватый оттенок. Поэтому для предотвращения появления пламени в состав также вводят разл. пламегасители (углеводы, карбонат натрия, мел, парафин и т.п.) в кол- ве до 10-15%. Шлак должен быть пористым, чтобы не препятствовать прохождению дыма. Для этого некоторые дымовые составы подвергают грануляции. Д.С. второго типа, в которых дымообразующее вещество получается при горении (металлохлоридные смеси) обычно содержат хлорорганическое соединение. Наиболее известным является гексахлорэтан, однако он сильно летуч, значительно менее летучи гексахлорбензол - (бесцв. крист в-во, t пл. 309.4°С с возг., используется как инсектицид) и C10Cl12 (дехлоран, перхлорпентациклодекан). Другим компонентом является металлическое горючее (цинк, алюминий, силицид кальция), для замедления горения вводят дополнительный дымообразователь (оксид цинка или нашатырь). В некоторых старых дымообразующих составах в качестве хлороорг. веществ использовали CCl4, такие смеси в настоящее время не используются: Например состав белого дыма использовавшийся в дымовых гранатах: 10) тип Е: тетрахлорметан -45.9%, алюминий (зернистый) - 5.6%, оксид цинка -48.5%. В состав некоторых смесей вводят органическое связующее. Горение наиболее известного состава можно выразить ур-ием: 2Al + C2Cl6 + 3 ZnO = 3ZnCl2 + Al2O3 + 2C Выделяющийся в процессе горения хлорид цинка возгоняется, образуя дым. Дым имеет серый цвет из-за наличия частиц сажи. Для полного сгорания углерода (чтобы получить белый дым) вводят окислители - KClO3 или перхлораты аммония, калия. Такие смеси более эффективны, чем смеси с готовым дымообразователем, т.к. хлориды цинка, алюминия способны поглощать влагу из воздуха и частично гидролизоваться, что многократно увеличивает общее кол-во дыма. Скорость горения дымовых составов сильно зависит от размеров частиц компонентов и от кол-ва металлического горючего. Продукты сгорания металлохлоридных смесей (напр. хлорид цинка) достаточно токсичны, к тому же в продуктах сгорания присутствуют хлороорганические вещества, в т.ч. фосген. 11) C6Cl6 -34.4%, Zn -6.2%, ZnO -27.6%, Перхлорат аммония 24%, связующее (ламинак) - 7.8%. 12) C2Cl6 -46.9%, мелкодисперсный алюминий -6.2%, окись цинка -46.9%. 13) C2Cl6 -51%, цинк -33%, мелкодисперсный алюминий -4%, окись цинка -12% (смеси, содержащие гексахлорэтан и цинк в настоящее время не применяются, т.к. во влажном состоянии такая смесь склонна к саморазогреву и даже к самовоспламениению). 14) C10Cl12 -33.9%, ZnO -37.4%, перхлорат аммония 20.5%, связующее (ламинак) -8.2%. 15) 66.7-72.7% C6Cl6, 16.7-18.2% магний, 8.3-9.1% антрацен, 0-8.3% хлороорг. полимер - напр. ПВХ или хлоркаучук. 16) 45-65% магний, 3-7% оксид магния, 30-50% гексахлорэтан 17) 35% хлорированный парафин, 20% алюминий, 45% ZnO (недостатком этого состава является плохая поджигаемось) 18) 43% ZnO, 43% C2Cl6, 14% титан. 19) 65% C2Cl6, 7% - алюминий, 28% диоксид титана (состав более предпочтительный чем состав 16 т.к. вместо порошка титана используется гораздо более дешевый диоксид титана). 20) C2Cl6 - 44%, ZnO - 29%, силицид кальция -18%, поливинилхлорид -9% Скорость горения 0.56мм/сек. 21) C2Cl6 - 34%, Zn - 22%, ZnO - 8%, нитрат гуанидина - 36%. 22) Состав с пониженным содержанием хлороорг. Соединений: 15-40% антрацен, 3-29% гексахлорбензол, 10-25% магний, 5-40% ПВХ, до 5% тефлона, 5-25% окислитель (гуанидиннитрат или перхлорат аммония) 23) 10-22% антрацен, 15-25% ПВХ, 28-35% оксид цинка, 10-18 магний, 2-10% алюминий, 15-20% хлорат калия, 5-10% связующее (гл обр. полистирол). 24) 32% аммония перхлорат, 32% ZnO, 36% связующее (винилиден хлорид -55%, перхлорированный полипропилен или полиэтилен - 23.5%, аллилдигликоль карбонат 18.5%, катализатор полимеризации -3%) - состав перерабатывается литьем. 25) Бифенил (антрацен, нафталин) - 15-35%, алюминий (магний, сплав магния и алюминия 1:1) - 30-60%, тефлон - 10-40%. Состав легко воспламеняется от обычных воспламенительных составов или навески черного пороха. Для уменьшения скорости горения может содержать до 5% мин. масла. Составы, хорошо маскирующие в видимой и инфракрасной области спектра: 26) C2Cl6 - 31%, Zn - 31%, ZnO - 12%, перхлорат калия - 16%, связующее - неопреновый каучук - 10% Скорость горения на открытом воздухе 1.03 мм/с и 6 мм/c при рабочем давлении. Температура горения 425°С. 27) C6Cl6 - 80 ч, Mg - 20 ч, связующее (винилиденфторид) - 20ч. Скорость горения на открытом воздухе 0.57 мм/с и 1 мм/c при рабочем давлении. Состав, хорошо маскирующий в инфракрасной области спектра: 28) Mg -18%, политетрафторэтилен - 24%, антрахинон - 48%, хлорированный парафин (массовая доля хлора 70%) - 10%. Состав, хорошо маскирующий в среднем ИК-диапазоне: 29) C2Cl6 - 60%, алюминий -15%, нафталин -10%, калия хлорат - 10%, масло индустриальное - 5%. Для дымообразования также используют белый фосфор - реже красный фосфор в смеси с небольшим кол-вом окислителя или связующенго. Фосфор является наиболее эффективным дымообразующим в-вом из известных. Высокая эффективность белого фосфора объясняется тем, что при реакции с влагой воздуха оксид фосфора образует фосфорные кислоты (НРО3 и Н3РO4), которые, в свою очередь, притягивают к себе влагу из воздуха. Найдено, что из одной весовой части фосфора при 75%-ной влажности воздуха образуется семь весовых частей аэрозоля (тумана). Однако такой дым обладают высоким раздражающим и корродирующим эффектом и наряду с металлохлоридными смесями требуют использования средств индивидуальной защиты. Существуют составы такого типа: 30) 51% красный фосфор, 35% пиролюизит (MnO2), 8% магний, 3% ZnO, 3% связующее. При поджигании этого состава смесь магния и MnO2 подобно термиту, генерируют тепло и испаряют фосфор, который затем загорается в атмосфере желтым пламенем выделяя белый дым. Этот состав использовался также для сигнализации на воде. 31) 66% красный фосфор, 16% калия нитрат, 12% магний, 6% связующее. Другой состав, не содержащий магний: 32) 50% красный фосфор, 42% кальция сульфат, 5% бор, 3% связующее (Viton A). Запатентован состав такого типа: 33) 50-70% кр. фосфор, 15-25% нитрат натрия, 5-25% эпоксидная смола, 0-10% магния, 0-10% нитрат цезия или рубидия (образуют продукты сильно поглощающие в инфракрасной части спектра) Также находят применение жидкие дымообразующие в-ва (тетрахлориды титана, сурьмы, кремния, хлорсульфоновая кислота и т.д.) - они намного более эффективны чем обычные пиротехнич. дымообразующие смеси. Для морских дымовых сигналов используют горение фосфинов, получающихся взаимодействием фосфидов с водой. Состав черного дыма: 34) гексахлорэтан C2Cl6 -60%, мелкодисперсный магний -19%, Нафталин -21% Скорость горения 4мм/сек. 35) KClO3 -50%, техн. антрацен -50% (добавление к этому ДС 10% газогенерирующей добавки состоящей из нитрата аммония - 75-84%, берлинской лазури - 3-7%, идитола - 6-10%, дициандиамида - 6-18%, графита - 0.5-10% увеличивает маскирующую способность на 50%). 36) C2Cl6 -55%, мелкодисперсный магний -19%, антрацен -26% В таких смесях развиваются более высокие температуры, чем в маскирующих, при этом происходит не возгонка, а неполное сгорание нафталина с обр-ием большого кол-ва сажи. Смесь гексахлорэтана с порошком железа (68:32) горит медленно и мало активно, выделяя при горении бурый дым хлорного железа. Безводное хлорное железо FеСl3 возгоняется уже при 250°С. На воздухе оно жадно поглощает влагу, образуя кристаллогидрат FеСl3 6Н20. Известен цветной металлохлоридный состав оранжевого дыма: 37) C2Cl6 -48%, магний -16%, Fe2O3-36%. Для получения цветных сигнальных дымов используют Д.С. содержащие орг. красители (напр. антрахиноновые, азиновые, антреновые, ксантреновые, антрахинововые и др.), способные возгоняться при нагревании. Во избежании значительного разложения красителя такие составы должны иметь пониженную температуру горения, поэтому в кач. горючего используют гл. обр. углеводы (сахар, лактоза, крахмал и др), реже дициандиамид или тиомочевину, а в качестве окислителя - хлорат калия. Для получения требуемых оттенков цвета можно использовать смесь разл. красителей. Составы цветных дымов обычно содержат:Хлорат калия 30+-10%, углеводы - 20+-5%, краситель - 50+-5%, связующее 0-5%. 38) Литьевой состав: KClO3 -17.3%, нитрат гуанидина - 25%, красный краситель - 31.8%, глицидиловый эфир пропантриола - 17.2%, глицерин - 6.8%, отвердитель - 1.9%. В качестве красителей обычно используют: Синий - индиго, метиленовый голубой. Желтый - аурамин, с добавкой коричневого красителя хризоидина, Оранжевый - бензолазо-бета-нафтол (жирорастворимый оранжевый - жироранж), Красный - Родамин Б, 2-анизидиназо-бета-нафтол (Судан красный), паратонер, ализарин. Зеленый - смесь красителей аурамина и 1,4-дипаратолуидиноантрахинона или смесь хинизарина зеленого (молекулярный вес 418, растворим в воде с сине-зеленым окрашиванием) с хинолином желтым (молекулярный вес 273, температура плавления 240°C, не растворим в воде) в соотношении 65/35. В качестве окислителя для таких смесей могут быть использованы нитраты, однако такие составы отличаются заметно большей температурой и меньшей скоростью горения и поэтому требуют использования наиболее термостойких красителей. Например: 39) Нитрат натрия - 25%, древесные опилки -35%, родамин - 40%. 40) SrO2-33%, Ba(NO3)2 -5%, BaSO4 -7.5%, кальция резинат - 4.5%, зеленый краситель - 50%. Цветные Д.С. с неорганическими красителями: 41) Желтый - Аммония перхлорат - 25%, полибутадиен с карбоксильными концевыми группами - 15%, иодид свинца - 60% - литьевой состав. 42) Желтый - калия дихромат - 66%, висмута тетроксид - 20%, магний - 14%. 43) Оранжевый: калия дихромат -35%, свинца диоксид -50%, магний - 15% 44) Коричневый: свинца диоксид -35%, меди оксид -50%, магний - 15%. 45) Розовый: кальция силицид: 37%, калия хромат -9%, калия иодат -55%. жүктеу/скачать 46 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|