Газогенерирующий состав

Газогенерирующий состав

Реферат

Изобретение относится к области разработки составов для получения газов высокого давления с температурой 20-80°С.

В настоящее время актуальной является проблема по разработке твердотопливных химических источников газов (газогенераторов), которые могут быть использованы во всех системах надува средств спасения на воде, например спасательные жилеты с объемом камеры 0.016-0.02 м³, индивидуальные плавучести с объемом полости 0.2-0.3 м³; четырех-, шести-, десяти-, двадцатиместные плоты с объемом полости 0.8-2.0 м³, а также в системах пожаротушения: весь параметрический ряд порошковых огнетушителей и систем пожаротушения.

Известен состав на основе нитратов целлюлозы и калия, состоящий в % по массе из:

- окись меди 6-20;

- дифениламин 0.8-0.95;

- остаточный спирто-эфирный растворитель 2.4-2.9;

- влага 0.8-0.95;

- пироксилин - остальное до 100%

(RU №2102366 от 20.01.1998)

Недостатком известного состава является высокая температура генерируемого газа (140-1900°С).

Техническим результатом, на достижение которого направлено создание данного изобретения, является низкая температура генерируемого газа (20-80°С).

Данный технический результат достигается тем, что в газогенерирующий состав на основе нитратов целлюлозы, дополнительно ввели нитрогуанидин, карбонат магния и катализатор скорости горения, при следующем соотношении компонентов в % по массе:

нитроцеллюлоза - 30-50;

нитрогуанидин - 30-53;

карбонат магния - 17-37;

катализатор скорости горения, например, гопкалит - 0-3.

В этом случае на данных компонентах в пределах указанного процентного содержания представляется возможность провести корректировку состава применительно к каждому конкретному изделию, подлежащего надуву, например, увеличивая процентное содержание нитроцеллюлозы и вводя катализатор скорости горения, за счет других компонентов можно увеличивать секундный газоприход, и наоборот, что обеспечивает более широкую область применения данного состава.

Составы разрабатывались применительно к технологии проходного прессования, диаметр образцов составлял 23·10^-3 м, длина 7.0·10^-2 м, блоки имели семь каналов диаметром 1.5·10^-3 м, пористость 15-25%.

Данное соотношение ингредиентов подтверждается техническими результатами испытаний составов, представленных в таблице.

Результаты испытаний составов на основе: нитроцеллюлоза (НЦ)-нитрогуанидин (НГД)-карбонат магния (КМ).
№ п/п	Состав, в (%)	Температура, °С	Скорость горения, в (·10-3 м/с)	Уд. газопроизводительность, м3/кг
НЦ	НГД	KM	В зоне горения	Генерируемого газа
1	30	53	17	485	60	8.85	0.580
2	30	50	20	-	52	7.75	0.545
3	25	45	30	-	35	5.2	0.425
4	20	40	40	-	30	3.45	0.393
5	40	40	20	420	40	8.2	0.610
6	35	35	30	-	39	7.0	0.480
7	30	30	40	-	20	3.9	0.350
8	50	30	20	-	80	9.2	0.621
9	45	25	30	-	56	8.5	0.505
10	40	20	40	394	25	5.7	0.490

Примечание: температура генерируемого газа по прототипу составляет 140-1900°С.

Из полученных результатов испытаний видно, что составы на основе 30-50% нитроцеллюлозы, 30-53% нитрогуанидина, 17-40% карбоната магния позволяют получать составы с удельной газопроизводительностью 0.48-0.62 м³/кг, плотностью 1.37-1.682 г/см³ и скоростью горения в 3.45-9.2·10^-3 м/с. Температура в зоне экзотермических реакций разложения для составов по позиции 1 - 485°С, позиции 5 - 420±10°С, позиции 10 - 394°С. Калорийность состава по позиции 5 составила 1120 кДж/кг. Для этого же состава был определен состав продуктов сгорания методом газовой хроматографии, который показал, что продукты сгорания состоят на 73.2% по массе из азота и углекислого газа, водорода - 1.28%, окиси углерода II - 25.3%, углеводороды: С₂Н₄ - 0.022%, C₂H₆ - 0.008, остальное - неидентифицированные газы.

Введение в состав катализаторов скорости горения, например 2% гопкалита, в состав ГТС по пункту 5 приводит к повышению скорости горения до 10.6·10^-3 м/с, то есть на 29.2%, что также позволяет расширить область применения состава.

Предлагаемый газогенерирующий состав может быть широко использован в химических источниках газа, предназначенных для надува средств спасения на воде и пожаротушения, а также для надува пневмодомкратов, камер колес автомобилей и других устройств, требующих наличия газа, например, в системах вытеснения.

Газогенерирующий состав на основе нитроцеллюлозы, отличающийся тем, что он содержит нитрогуанидин, карбонат магния и дополнительно может содержать катализатор скорости горения при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Нитроцеллюлоза	30-50
Нитрогуанидин	30-53
Карбонат магния	17-37
Катализатор скорости горения	0-3.