بررسی تاثیر نرم کننده پرانرژی مایع یونی بر پایه ایمیدازولیوم بر خواص حرارتی نیتروسلولز

در این مقاله به بررسی تاثیر یک نمونه نرم کننده پرانرژی مایع یونی بر پایه ایمیدازولیوم (ILP) بر سینتیک تخریب نیتروسلولز که جز اصلی پیشرانه های های جامد دوپایه می باشد پرداخته می شود. جهت مقایسه و ارزیابی بهتر، نرم کننده دی اتیل فتالات که ساختاری شبیه به این ترکیب دارد نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. برای بررسی انرژتیک بودن نرم کننده مایع یونی، نرم کننده های ILP و DEP مورد آزمون آنتالپی احتراق قرار گرفتند که آنتالپی احتراق برای آنها به ترتیب برابر با cal/g 1±7269 و  cal/g 1±5468  بود. در ادامه از ترکیب نیتروسلولز خالص و هچنین نیتروسلولز آمیخته با 20 درصد وزنی از نرم کننده های مایع یونی پرانرژی و DEP در سرعت های حرارت دهی مختلف مورد آزمون وزن سنجی حرارتی قرار گرفتند. برای بررسی سازگاری نرم کننده های مورد استفاده در این پژوهش از آنالیزهای حرارتی (DSC) استفاده شد. نتایج حاصل از آزمون های DSC برای مخلوط های 20 درصد از نرم کننده و نیتروسلولز نشان داد که NC با نرم کننده های DEP و ILP سازگاری خوبی داشته و نرم کننده ILP اثر نرم کنندگی بهتری را دارد چرا که دمای شیشه ای توسط این ترکیب کاهش بیشتری داشت. با استفاده از روش های سینتیکی کسینجر، استارینک و فلین- وال اوزاوا (OFW)، انرژی فعالسازی، ثابت سرعت واکنش، پارامترهای ترمودینامیکی و سایر پارامترهای حرارتی نمونه های نیتروسلولز خالص با محتوای نیتروژن 12 %  و  نمونه های آمیزه نیتروسلولز با 20 درصد وزنی از DEP و ILP نیز محاسبه و با یکدیگر مقایسه شد. نتایج محاسبه شده به روش های مختلف تطابق خوبی با یکدیگر داشتند. نتایج حاصل از محاسبات نشان داد که نرم کننده ILP تغییر زیادی در کاهش دمای بحرانی انفجار حرارتی ایجاد نکرده است. انرژی فعال سازی آغاز تخریب (5/0α=) با استفاده از روش اوزاوا فلین- وال برای نیتروسلولز خالص  kJ/mol 62/145، برای آمیزه NC-DEP برابر با kJ/mol 09/139و برای آمیزه NC-ILP برابر با  kJ/mol 36/119 بود.