Химическая стойкость нитратов целлюлозы и композитов на их основе (290,00 руб.)

Стр.2

Стр.242

Стр.243

УДК 661.728.8 ББК 35.61 Х46 Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского национального исследовательского технологического университета Рецензенты: д-р техн. наук, проф. Э. Р. Галимов д-р техн. наук, проф. Д. А. Деморецкий Х46 Авторы: З. Т. Валишина, Г. М. Храпковский, В. К. Мингазова, А. В. Косточко Химическая стойкость нитратов целлюлозы и композитов на их основе : монография / З. Т. Валишина, Г. М. Храпковский, В. К. Мингазова [и др.]; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2021. – 244 с. ISBN 978-5-7882-3074-0 Проанализированы особенности формирования химической стойкости нитратов целлюлозы в процессе их получения. Изложена концепция выбора критериев по термостабильности нитратов целлюлозы и порохов на их основе, базирующаяся на исследовании влияния молекулярной физической структуры нитратов целлюлозы на кинетические параметры термического распада, рассмотрены методы их количественной оценки на основании кинетических закономерностей термического и термогидролитического распада в процессе их производства, полученных манометрическим, хроматографическим методами, а также современными методами ДСК и ТГА. Предназначена для магистров, обучающихся по программе «Химическая технология полимерных композиций, порохов и твердых ракетных топлив», аспирантов по специальности 05.17.07 «Химическая технология топлива и высокоэнергетических веществ», а также может быть полезна студентам, обучающимся по направлению 18.05.01 «Химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий», специалистам в области полимерных материалов, научным и инженерно-техническим работникам, интересующимся производством и переработкой нитратов целлюлозы. Подготовлена на кафедре химии и технологии высокомолекулярных соединений. УДК 661.728.8 ББК 35.61 ISBN 978-5-7882-3074-0 © Валишина З. Т., Храпковский Г. М., Мингазова В. К., Косточко А. В., 2021 © Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2021 2

Стр.2

СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ ............................................................................................................................... 3 ВВЕДЕНИЕ ......................................................................................................................................... 7 1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ КИНЕТИКИ И МЕХАНИЗМА РЕАКЦИЙ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ АЛИФАТИЧЕСКИХ НИТРОСОЕДИНЕНИЙ, НИТРАТОВ АЛИФАТИЧЕСКИХ СПИРТОВ И ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ................................................................ 14 1.1. Некоторые основные результаты теоретического изучения механизма термического распада алифатических нитросоединений ...... 15 1.2. Некоторые основные результаты теоретического изучения кинетики и механизма термического разложения нитратов алифатических спиртов, полученные с использованием современных квантово-химических методов ........................................................ 39 1.3. Влияние молекулярной структуры на энергию диссоциации связи O–NO2 нитратов модельных фрагментов целлюлозы ....................................................... 58 Выводы по главе 1 ................................................................................................................. 69 Литература к главе 1 ........................................................................................................ 69 и энергию активации реакции радикального распада 2. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТЕРМИЧЕСКОГО РАСПАДА АЗОТНОКИСЛЫХ ЭФИРОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ................................................................................................................................ 72 2.1. Общие представления о структурно-химической и молекулярной неоднородности нитратов целлюлозы .................................. 72 2.2. Влияние физической структуры на кинетику термического распада нитратов целлюлозы ........................................................................................ 76 2.3. Характеристика начальной стадии термораспада промышленных нитратов целлюлозы .......................................................................................................... 82 2.4. Вторичные химические процессы при термическом распаде .............. 92 2.5. Особенности изменения молекулярно-массовых характеристик при термическом разложении нитратов целлюлозы ....................................... 104 2.6. Кинетические параметры термогидролитического распада нитратов целлюлозы ........................................................................................................ 108 2.6.1. Структура и свойства нитратов целлюлозы при гидролизе ..... 108 2.6.2. Кислотный гидролиз ........................................................................................ 112 2.6.3. Щелочной гидролиз ........................................................................................... 123 Выводы по главе 2 ............................................................................................................... 130 Литература к главе 2 ...................................................................................................... 131 3. МЕХАНИЗМ СТАБИЛИЗАЦИИ НИТРАТОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ .................................... 139 3.1. Влияние различных факторов на формирование стойкостных характеристик в процессе стабилизации нитратов целлюлозы ................. 139 3.2. Термическое разложение нитратов целлюлозы в нитрующей серно-азотной смеси ....................................................................................................... 146 242

Стр.242

3.3. Особенности термического разложения сульфоэфиров, содержащихся в промышленных нитратах целлюлозы. Гидролитический распад сульфоэфиров целлюлозы ...................................... 149 3.4. Закономерности термического распада нитратов целлюлозы в процессе стабилизации .............................................................................................. 158 Выводы по главе 3 ............................................................................................................... 164 Литература к главе 3 ...................................................................................................... 164 4. ПОЛИДИСПЕРСНОСТЬ НИТРАТОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ И ФОРМИРОВАНИЕ СВОЙСТВ НИТРАТЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ КОМПОЗИЦИЙ .................................................. 169 4.1. Влияние процесса измельчения на формирование химической стойкости и других характеристик нитратов целлюлозы и композиционных материалов на их основе ..................................................... 169 4.2. Полидисперсность нитратов целлюлозы и современные методы ее количественного анализа ........................................................................................ 174 4.3. Влияние характера и степени измельчения на свойства получаемых нитратцеллюлозных материалов .................................................... 179 Выводы по главе 4 ............................................................................................................... 184 Литература к главе 4 ...................................................................................................... 185 5. ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ СТАБИЛЬНОСТИ ПИРОКСИЛИНОВЫХ ПОРОХОВ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ХРАНЕНИИ .................................................................................................................................. 188 5.1. Кинетика и механизм термического разложения нитратов целлюлозы в условиях ускоренного «старения» порохов ............................. 188 5.2. Критерии и нормативы, определяющие запас химической стойкости и прогнозирование гарантийных сроков хранения пироксилиновых порохов ............................................................................................. 195 5.3. Оценка химической стойкости и прогнозирование гарантийных сроков хранения порохов при длительном хранении с помощью регрессионных уравнений ............................................................................................ 202 Выводы по главе 5 ............................................................................................................... 208 Литература к главе 5 ...................................................................................................... 209 6. ТЕРМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ ........ 212 6.1. Методы расчета эффективных кинетических параметров и энергии активации термической деструкции ..................................................... 213 6.2. Методы ТА для оценки химической стойкости системы нитрат целлюлозы —пластификаторы и нитрат целлюлозы — стабилизаторы химической стойкости ................................................................... 223 Выводы по главе 6 ............................................................................................................... 237 Литература к главе 6 ...................................................................................................... 237 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................................................ 239 243

Стр.243