فهرست مطالب

  • سال سیزدهم شماره 4 (پیاپی 40، زمستان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/11/06
  • تعداد عناوین: 7
|
  • نرگس زهری*، صادق مرعشی منش صفحات 209-215

    در این تحقیق، ضمن مطالعه رابطه میان حساسیت الکترواستاتیکی ترکیبات نیتروی پرانرژی با حساسیت به ضربه آن ها، عوامل ساختاری ای که می تواند در بروز حساسیت بالای این مواد نسبت به محرک های خارجی مانند ضربه و یا تخلیه الکترواستاتیکی موثر باشد، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحقیق نشان داده که تعداد گروه عاملی NH2 و نسبت تعداد اتم های اکسیژن موجود در ساختار شیمیایی ترکیب به تعداد اتم های هیدروژن (nO/nH) و برخی عوامل ساختاری دیگر از مهم ترین عواملی هستند که در میزان حساسیت های مذکور اثرگذار هستند. یکی از نتایج مهم این تحقیق آنست که با داشتن یکی از این مقادیر حساسیت، می توان به پیش بینی مقدار خاصیت دیگر با قابلیت اطمینان بالا اقدام نمود. ضریب تعیین مدل استخراج شده، 99/. و مقدار انحراف ریشه میانگین مربعات و متوسط انحراف مطلق نتایج پیش بینی شده، به ترتیب 09/2 و 79/2 است. این مدل به کمک روش رگرسیون خطی چندگانه استخراج شده است و قابلیت اعتبار مدل و همچنین توان پیش بینی کنندگی آن به کمک روش های آماری مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به آن که در حال حاضر مکانیسم دقیق آغازش مواد پرانرژی در مقابل محرک های خارجی به خوبی شناخته نشده است، شناخت عوامل ساختار شیمیایی موثر در بروز حساسیت های انفجاری این مواد، می تواند به طراحی و سنتز ترکیبات جدید با خواص ایده آل و ایمنی مناسب منجر شود.

    کلیدواژگان: ترکیبات نیتروی پرانرژی، حساسیت به ضربه، حساسیت الکترواستاتیک، روش رگرسیون خطی چندگانه
  • هادی محمدتقی نژاد، عباس کبریت چی*، محمدرضا نیازی، جهانبخش ممبینی صفحات 217-225

    تاثیر پارامترهای دما و عامل پخت بر رفتار رئولوژی سیستم بایندر بر پایه پلی بوتادین خاتمه یافته با هیدروکسیل (HTPB) برای تولید گرین های متوسط و بزرگ حائز اهمیت است. در این پژوهش، اثر دمای ریخته گری    ºC40، ºC50 و ºC60 و همچنین اثر ساختار شیمیایی عوامل پخت TDI، IPDI و HDI بر رفتار رئولوژی سیستم بایندر برپایه پلی بوتادین با هیدروکسیل انتهایی مورد بررسی قرار گرفت. افزایش دمای ریخته گری به سبب افزایش میزان پخت، گرانروی را افزایش می دهد؛ بنابراین کاهش دمای ریخته گری، با کنترل فرآیند پخت، عمر کاربری را افزایش می دهد. تغییرات لگاریتم ویسکوزیته نسبت به زمان برای سه سیستم بایندر برپایه HTPB با عامل پخت TDI، IPDI و HDI در دماهای مختلف بیانگر آن است که سیستم بایندر برپایه HTPB با عامل پخت TDI، به دلیل وجود حلقه آروماتیک بیشترین سرعت افزایش ویسکوزیته و سیستم بایندر برپایه HTPB با عامل پخت IPDI به دلیل ساختار حلقوی و آلیفاتیک دارای کمترین سرعت افزایش ویسکوزیته بود.

    کلیدواژگان: دمای ریخته گری، عامل پخت، عمرکاربری، ویسکوزیته
  • یدالله بیات*، مصطفی چیذری صفحات 227-233

    در پیشرانه های مرکب بایندر نقشی کلیدی در عملکرد پیشرانه دارد. بایندرها به دو دسته خنثی و پرانرژی تقسیم می شوند. گلیسیدیل آزید پلیمر (GAP) یکی از مهمترین بایندرهای پرانرژی محسوب می شود ولی خواص مکانیکی و حرارتی مطلوبی ندارد. هدف این طرح بهبود خواص GAP بواسطه ی کوپلیمر کردن آن با پلی تتراهیدروفوران است. کوپلیمر سه دسته ای پر انرژی جدید با استفاده از 1و4 بوتان دی ال به عنوان آغازگر و روش پلیمری شدن کاتیونی حلقه گشا با استفاده از مونومر اپی کلروهیدرین و در حضور بور تری فلوراید اترات به عنوان کاتالیست سنتز شد. تشکیل کوپلیمر سه دسته ای پلی تتراهیدروفوران- پلی گلیسیدیل آزید - پلی تتراهیدروفوران با استفاده از 13CNMR,lHNMR,GPC وIR  تایید شد. رفتار حرارتی کوپلیمر سنتز شده نیز با استفاده از DSC-TGA بررسی شد که نتایج نشان دهنده افزایش پایداری حرارتی و کاهش دمای انتقال شیشه ای کوپلیمر سنتز شده نسبت به GAP است. تاثیر سه نرم کننده پرانرژی BuNENA، TMETN، BTTN بر روی دمای انتقال شیشه ای و ویسکوزیته کوپلیمر سنتز شده بررسی شد. همچنین الاستومرهای کوپلیمر سنتز شده نیز با استفاده از مخلوط N100 و IPDI به عنوان عامل پخت تهیه و خواص مکانیکی آن مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

    کلیدواژگان: پلی یورتان، بایندر، پلی گلیسیدیل آزید، نرم کننده پرانرژی، پخت
  • رمضانعلی ایزدی فرد*، لیدا متقی صفحات 235-244

    برای کاهش آسیب سازه ها در بارگذاری انفجاری، می توان دال های بتن مسلح موجود را با ورق های CFRP و GFRP بهسازی و مقاوم سازی نمود. در این مقاله با مدل سازی عددی نمونه هایی از دال های بتن مسلح با و بدون تقویت نشان داده شد که استفاده از ورق های فوق که موادی با مقاومت بسیار زیاد و رفتاری الاستیک هستند اگرچه در کاهش تغییر شکل دال موثرند ولی به ظرفیت جذب انرژی سازه چندان نمی افزایند. استفاده از پوشش Polyurea (PU) با رفتار الاستو پلاستیک بر روی ورق های فوق، علاوه بر کاهش تغییر شکل، جذب انرژی را تا 40% افزایش می دهد. این ترکیب تقویتی به نحوه استقرار حساس است به طوری که اگر ابتدا پوشش PU بر روی بتن و سپس ورق های سخت روی آن قرار گیرد کار آیی آن نسبت به حالت قبل 30% کاهش خواهد یافت. در حالتی که تقویت در وجه رو به انفجار نصب گردد نسبت به نصب در وجه پشتی دال، جذب انرژی را تا 50% می افزاید. همچنین در این تحقیق نشان داده شده است که استفاده از PU به تنهایی مفید نیست و باید با مواد سخت توامان بکار گرفته شود.

    کلیدواژگان: بار انفجار، بهسازی، دال بتنی مسلح، Polyurea، LS DYNA، ترکیب PU-FRP
  • حسین مهدوی*، علی اکبر طرلانی، مهدی گل ریز صفحات 245-254

    در این کار پارامترهای رئولوژیکی نظیر تنش تسلیم، ضریب ویسکوزیته و توان پاورلا برای دسته ای از فرمولاسیون های  پیشرانه دوپایه و دوپایه بهبود یافته با استفاده از روش رئومتری جریان اسکوئیز به دست آمد. آزمون Squeeze Flow به منظور بررسی رفتار رئولوژیکی فارغ از اثرات لغزش در دیواره و تعیین نوع سیالیت در دماهای مختلف در  پیشرانه های دو پایه و دوپایه بهبود یافته استفاده شد. نتایج نشان داد که در  پیشرانه های دو پایه و دو پایه بهبود یافته رفتار الاستیک اولیه از نظر پدیده شناسی یکسان ولی از نقطه نظر مقدار متفاوت است، همچنین در منحنی جریان، تقعر و شیب نمودارها حاکی از تفاوت ساختاری و رفتار متفاوت رئولوژیکی میان  پیشرانه های دوپایه و دوپایه بهبود یافته است. با افزایش ترکیب درصد مواد پر انرژی نیترآمینی (RDX) در  پیشرانه دو پایه بهبود یافته، نیروی متوسط جریان اسکوییز به سمت مقادیر بالاتر انتقال می یابند. با کاهش درصد نیترو گلیسیرین نیز، رفتاری مشابه مشاهده می گردد. نتایج نشان داد مدل برازش منحنی شروود برای منحنی های جریان حاصل از  پیشرانه های دوپایه بهتر از منحنی های جریان  پیشرانه های دوپایه بهبود یافته عمل می کند که نشان دهنده انحراف رفتار رئولوژیکی  پیشرانه های دوپایه بهبود یافته از سیالات هرشل-باکلی است.

    کلیدواژگان: پیشرانه دوپایه بهبود یافته، تست جریان اسکوئیز، رئولوژی سیالات هرشل-بالکلی، مدل شروود
  • رضا فارغی علمداری*، نجمه جعفری، نگار ذکری صفحات 255-261

    از پلیمر گلیسیدیل آزید (GAP) به عنوان بایندر در پیشرانه های جامد کامپوزیت استفاده می شود. برای اصلاح خواص پلیمر می توان از مایعات یونی پر انرژی به عنوان نرم کننده استفاده کرد. در این پژوهش ابتدا مایع یونی را با میزان مشخصی به GAP اتصال داده و سپس از آنیون های پرانرژی نیترات (NO3) و آزید (N3) برای تبادل آنیون استفاده شد. آنالیزهای FTIR تبادل آنیون ها را به درستی تایید می کنند. آنالیزهای DSC، ویسکومتر و گرمای احتراق نیز انجام شد. با تغییر آنیون، دمای انتقال شیشه ای، ویسکوزیته و انرژی GAP تغییر یافت دمای انتقال شیشه ای برای پلیمر اصلاح شده با مایعات یونی حاویآنیون های نیترات (NO3) و آزید (N3)  به ترتیب °C 25/43- و °C 91/40-، ویسکوزیته Pa.s 4 و Pa.s 5 و گرمای احتراق kJ/g 46/20 و kJ/g 98/19اندازه گیری شد. نتایج آنالیزها نشان دهنده این است که مایع یونی حاوی  آنیون نیترات در مقایسه با مایع یونی حاوی آنیون آزید نتایج بهتری حاصل می کند.

    کلیدواژگان: پلیمر گلیسیدیل آزید، مایع یونی پرانرژی، اصلاح خواص، دمای انتقال شیشه ای، ویسکوزیته و گرمای احتراق
  • نبی جوادی*، اکبر نسیمی صفحات 263-268

    در مطالعه حاضر گرمای انفجار ترکیبات پرانرژی با فرمول CaHbNcOd  بر اساس قواعد کیستیاکوسکی-ویلسون به دست آمدند. مقایسه نتایج به دست آمده با داده های تجربی، روش جمع پذیر گروهی و روش کملت نشان می دهد که نتایج به دست آمده بر اساس قواعد کیستیاکوسکی-ویلسون دقیق تر هستند. در ادامه سرعت و فشار انفجار چند ترکیب پرانرژی با استفاده از معادلات کملت بر اساس گرمای انفجار حاصل از قواعد کیستیاکوسکی-ویلسون به دست آمد. نتایج به دست آمده نشان می دهند که میانگین خطای روش کملت بر اساس قواعد کیستیاکوسکی-ویلسون که گرمای انفجار را دقیق تر پیش بینی می کنند، در تخمین مقادیر سرعت و فشار انفجار به ترتیب برابر 27/5 درصد و 7/10 درصد است. برای افزایش دقت نتایج روش کملت بر اساس قواعد کیستیاکوسکی-ویلسون، ثابت های معادله کملت را از طریق رگرسیون نتایج به دست آمده به نتایج تجربی، مجددا بازیابی کردیم. میانگین خطای معادلات جدید در پیش بینی مقادیر سرعت و فشار انفجار به ترتیب برابر 3 درصد و 3/97 درصد است که نسبت به معادلات کملت بهبود قابل ملاحظه ای پیدا کرده اند.

    کلیدواژگان: گرمای انفجار، سرعت انفجار، قواعد کیستیاکوسکی-ویلسون، روش کملت
|
  • Narges Zohari*, Sadegh Marashi, Manesh Pages 209-215

    In this work the relationship between impact sensitivity and electrostatic sensitivity of energetic nitro compounds is investigated. Also, the most important molecular descriptors which have effect on this correlation are studied. The results are shown that the ratio of number of the oxygen atoms to hydrogen atoms  ( nO/nH), the number of amino groups(NH2)have an important roles in the proposed model.  The determination coefficient of the new correlation is 0.99. Also, it has the root mean square deviation (RMSD) and the average absolute deviation (AAD) of 2.79 and 2.09 J, respectively. In addition, the correlation gives good predictions for further 14 energetic nitro compounds as test set. Currently exact mechanism of initiation of energetic materials due to external stimuli is not well understood. We tried to investigate the relationship between impact sensitivity and electrostatic sensitivity of Nitro Energetic Compounds, and recognize the effect of structural factors in the development of this sensitivity using Multiple Linear Regression Method. The proposed model can also apply for designing novel energetic nitro compounds.

    Keywords: Energetic Nitro Compounds, Impact Sensitivity, Electrostatic Sensitivity, Multiple Linear Regression Method
  • Hadi Mohammad Taghi Nejad, Abbas Kebritchi*, Mohammadreza Niazi, Jahanbakhsh Mombini Pages 217-225

    Effect of temperature and curing agent type parameters on rheological behavior of binder system based on Hydroxyl terminated Polybutadiene (HTPB) is important in the aspect of production for medium and large-size grains. In this research, the effect of casting temperature 40, 50 and 60 ºC) and chemical structure of curing agents (TDI, IPDI and HDI) on rheological behavior of a binder system based on HTPB were investigated. Increasing casting temperature due to curing progress, builds up the viscosity. Therefore, decreasing casting temperature by controlling curing process increases the pot life of binder system. logarithmic variation of viscosity versus time for three binder systems based on TDI, IPDI and HDI at different temperatures implies that binder system based on HTPB-TDI due to aromatic structure of TDI shows the fastest viscosity build up.Moreover binder system based on HTPB-IPDI shows lowest viscosity build up due to aliphatic structure of IPDI.

    Keywords: Casting temperature, curing agent, pot life, viscosity
  • Yadollah Bayat*, Mostafa Chizari Pages 227-233

    Binder has a key role in the performance of composite propellants. The binders are classified into two neutral and high-energy categories. GAP is one of the most important energetic binders, but it has poor mechanical and thermal properties. The goal of this investigation is to improve the properties of GAP by copolymerizing it with polytetrahydrofuran. New energy triblock copolymer was synthesized using 1,4-Butanediol as a initiator and cation ring polymerization method using epichlorohydrin and tetrahydrofuran monomer in the presence of Boron trifluoride as a catalyst. The triblock copolymer w::as char::acterized using GPC, 13CNMR, ˡHNMR, IR. The thermal behavior of the synthesized polymer has been investigated using DSC-TGA, which results showed increasing the thermal stability and reducing the glass transition of the copolymer compared to GAP. Effects of three energetic plasticizers on viscosity and Tg of copolymer was studied. In addition, elastomers base on tri-block copolymer was synthesized using IPDI and N100 as curing agents and mechanical properties of these were analyzed.

    Keywords: Polyurethane, Binder, Glycidyl azide polymer, Energetic Plasticizer, Curing
  • R.A. Izadifard*, Lida Mottaghi Pages 235-244

    For reducing the structural damage against blast loading, fiber reinforced polymers sheet (CFRP, GFRP) can be used for retrofitting the RC slabs. In this study specimens of reinforced concrete slabs with or without retrofitting are modeled numerically. The results show that the using of high resistant, elastic material such as FRP sheets, are effective in reducing the deformation of the slabs, but it doesn’t significantly increase the energy absorption capacity of the structure. Using Polyurea (PU) coating with elastoplastic behavior on the FRP sheets, in addition to reduce deformation, it will increase the absorption of energy up to 40 percent. In this combination, layer arrangement is important matter, so that if the PU coating positioned on the concrete then the hard sheets are placed, its efficiency will be reduced by 30% compared the previous one. When the reinforcement element placed in front of the slab, it will increase the energy absorption up to 50 percent compared to the placing in the back of the slab. It has been shown in this study that it is not advisable to use PU alone and it should be used with stiffeners for better results.

    Keywords: Blast load, Retrofit, RC panels, Polyurea, Hybrid FRP-PU, LS-DYNA
  • H. Mahdavi, A. A. Tarlani, M. Golriz* Pages 245-254

    In this study, the rheological parameters such as yield stress, viscosity coefficient, and power law index were obtained for double-base propellants and modified double-base propellants formulations using the Squeeze flow rheometric method. Squeeze flow test was used to investigate the rheological behavior without wall slip condition, and to determine the temperature dependency of fluidity in double-base propellants and modified double-base propellants formulations. The results showed that for double-base propellants and modified double-base propellants formulations, the initial elastic behavior is identical in terms of phenomenology, however, differs in term of the value. There are distinct structural differences and different rheological properties between double-base propellants and modified double-base propellants formulations. By increasing the percentage of energetics nitramines (RDX) in modified double-base, the average squeeze flow force moves to higher values. A similar behavior is observed by decreasing the percentage of nitroglycerin. The results show that the Sherwood’s model for the flow of double-base propellants is better than the curves of modified double-base propellants, which reflects the deviation of the rheological behavior of modified double-base propellants from Herschel-Bulkley fluids.

    Keywords: Modified Double-Base Propellant, Squeeze Flow Test, Rheology, Herschel-Bulkley Fluids, Sherwood Model
  • Reza Fareghi, Alamdari*, Najmeh Jafari, Negar Zekri Pages 255-261

    Glycidyl azide polymer (GAP) is used as a binder in the propellants. Energetic ionic liquids are used as a plasticizer to correct the properties of polymer. In this study, first ionic liquid was bonded to the GAP by certain amount and then the energetic anions of nitrate (NO3) and azide (N3) were used to exchange anion. FTIR analyses confirm accurately anions exchange. DSC, viscometer and heat of combustion analyses have been done. The glass transition temperature, viscosity and GAP energy were changed by anion exchange. Glass transition temperatures for ionic liquids with nitrate (NO3) and azide (N3) anions were measured -43.25 °C and -40.91 °C, viscosities 4 Pa.s and 5 Pa.s and heats of combustion 20.46 kJ/g and 19.98 kJ/g, respectively. The results of the analysis indicate that the  ionic liquid with nitrate anion gives better results in comparison to the ionic liquid with azide anion.

    Keywords: Energetic ionic liquid, Glass transition temperature, Viscosity, Heat of combustion, Glycidyl azide polymer, Properties correction
  • Nabi Javadi*, Akbar Nasimi Pages 263-268

    In the present study, the heat of detonation of high energy compounds with CaHbNcOd  formula was obtained according to Kistiakowski-Wilson rules. Comparison of these results with experimental date, group additivity method and Kamlet method shows that the values of heat detonation based on the Kistiakowski-Wilson rules are more accurate. In the following, the values of detonation velocity and detonation pressure for some high energy compound were obtained by Kamlet method based on Kistiakowski-Wilson rules are obtained. The results show that the mean errors of this method in estimation of detonatin velocity and detonatin pressure are 5.27% and 10.7%, respectively. In order to increase the accuracy, the constants of Kamlet equations were modified by regressing the results to experimental values. The mean error of new equations in predicting the velocity and pressure of detonation are 3% and 3.97%, respectively, which have significantly improved compared to Kamlet equations.

    Keywords: Heat of Explosion, Velocity of Detonation, Kistiakowsky-Wilson Rules, Kamlet Method