NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA γ-POLYOXYMETHYLEN ĐẾN CÁC ĐẶC TÍNH CƠ – LÝ – HOÁ, NĂNG LƯỢNG VÀ TỐC ĐỘ CHÁY CỦA THUỐC PHÓNG BALLISTIC
Kỹ thuật hoá học
Luận án "Nghiên cứu ảnh hưởng của γ-Polyoxymethylene đến các đặc tính cơ – lý – hoá, năng lượng và tốc độ cháy của thuốc phóng Ballistic" được thực hiện nhằm giải quyết tính cấp thiết về việc sử dụng thuốc phóng (TP) trong vũ khí, đạn dược. Các loại TP này cần nhiệt lượng cháy trung bình, tốc độ cháy thấp và sinh nhiều khí để phục vụ các chức năng phức tạp của tên lửa. γ-Polyoxymethylene (γ-POM) được xem xét là một chất có khả năng đáp ứng yêu cầu này, nhưng cần nghiên cứu kỹ lưỡng về ảnh hưởng của nó đến các đặc tính của TP để đảm bảo an toàn và hiệu suất.
Mục tiêu chính của luận án là nghiên cứu khả năng tương hợp và quy luật ảnh hưởng của γ-POM đến độ bền kéo nén, an định hóa học, tốc độ cháy, nhiệt lượng cháy và thể tích khí cháy của TP keo hai gốc ballistic trên nền Nitrocellulose (NC) và Nitroglycerin (NG). Các phương pháp nghiên cứu bao gồm tạo mẫu, đánh giá tương hợp hóa học (DSC, VST, TGA), đo các đặc trưng cơ – lý – hóa, năng lượng, cháy và độ an định.
Những kết quả chính cho thấy γ-POM hoàn toàn tương hợp hóa học với các cấu tử chính của thuốc phóng ballistic (NC, centralite N°2, DBP, vaseline) và chính thuốc phóng ballistic. Luận án đã xác định được hệ số nhiệt hóa β của γ-POM là -4,59 kcal/(kg × %). Nghiên cứu chỉ ra rằng, khi tăng hàm lượng γ-POM trong TP, nhiệt lượng cháy sẽ giảm (trung bình 11,557 kcal/kg cho mỗi 1% tăng), tốc độ cháy giảm (trung bình 0,21 mm/s ở 80 atm cho mỗi 1% tăng), trong khi thể tích khí cháy tăng (trung bình 4,19 ml/g cho mỗi 1% tăng). Kích thước hạt γ-POM không quá 45µm và xúc tác phthalate đồng chì được xác định là phù hợp để điều chỉnh tốc độ cháy TP bình tích áp tên lửa phòng không tầm thấp.
Về tính chất cơ học, γ-POM đóng vai trò chất độn trơ, không tạo liên kết hóa học. Hàm lượng γ-POM nên được giới hạn dưới 12% để đảm bảo độ giãn dài của TP đạt trên 6%. Tuy nhiên, sự có mặt của γ-POM làm giảm độ an định hóa học của TP keo ballistic, thể hiện qua việc tăng lượng tạo khí, tăng áp suất và giảm thời gian chịu nhiệt. Dựa trên kết quả này, luận án đã khuyến nghị các thông số quy trình đo an định cho TP ballistic có sử dụng γ-POM. Cuối cùng, luận án đã ứng dụng các kết quả nghiên cứu để thiết kế và chế tạo thành công 01 đơn thành phần TP dùng cho bình tích áp TLPKTT, với sản phẩm chế thử đạt các yêu cầu kỹ thuật về kích thước, hình dạng, đặc trưng năng lượng và tính năng xạ thuật.