理论教育 废弃推进剂组分的检测方法

废弃推进剂组分的检测方法

时间:2023-07-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于在实际操作中,喷头始终处于移动状态,对推进剂以切割作用为主,粉碎作用为辅。经过水射流的冲刷与浸泡,推进剂会损失部分AP和Al等含能组分,应按照《QJ 914.2—1985复合固体推进剂过氯酸铵含量的分析方法》对二者的含量进行测定。而推进剂碎块由于黏合剂的保护,组分损失量小于1%。推进剂中的纳米Al不溶于水,且与黏合剂结合紧密,因此损失量不及AP。

废弃推进剂组分的检测方法

由于在实际操作中,喷头始终处于移动状态,对推进剂以切割作用为主,粉碎作用为辅。被切割下来的推进剂碎块形状极不规则,尺寸也不尽相同,平均在100 mm,基本处于第一层滤网上。而被粉碎的推进剂颗粒在过程中吸收了大量的机械能和热能,随着粒径的减小,颗粒表面累积了大量的正、负电荷,具有相当高的表面能,颗粒处于极不稳定状态。为了降低表面能,颗粒往往通过团聚达到稳定状态,而聚集在收集室中的第二层滤网上,如图2.29所示。经过水射流的冲刷与浸泡,推进剂会损失部分AP和Al等含能组分,应按照《QJ 914.2—1985复合固体推进剂(丁羧系统)过氯酸铵含量的分析方法》对二者的含量进行测定。

图2.29 切割产生的不同粒度废弃推进剂

(一)AP含量测定

试剂与仪器:0.25 mol/L和12 mol/L NaOH标准溶液、0.2 mol/L 1/2 H 2 SO4溶液;甲基红-次甲基蓝0.2%混合溶液(0.12 g甲基红和0.08 g次甲基蓝溶于100 m L 95%的乙醇);四孔电炉(800 W×4),氮气球,500 m L锥形烧瓶,50 m L移液管,10~200 m L量筒,Φ40×500冷凝器,吸气球,50 m L碱式滴定管。

实验方法:将试样晾干后进行称重,称取约1 g(准确至0.2 mg)放入500 m L锥形烧瓶中,加入约150 m L蒸馏水。用移液管吸取0.2 mol/L 1/2 H 2 SO4溶液50 m L,加入另外1个500 m L锥形烧瓶中。将盛试样的锥形烧瓶放在电炉上,并与氮气球、冷凝器及盛H 2 SO4溶液的锥形烧瓶相连接,接口处不能漏气,测定装置的示意图如图2.30所示。打开冷却水,用小漏斗向盛试样的瓶中滴加12 mol/L NaOH溶液5 m L。

图2.30 AP含量测定原理图

1—玻璃球;2—反应瓶;3—电炉;4—氮气球;5—吸收瓶;6—冷凝管;7—漏斗

打开电炉,慢慢升温至沸,煮沸1 h。先把氮气球与冷凝器分开,再关闭电炉,用蒸馏水冲洗冷凝器,冲洗液移至装有0.2 mol/L 1/2 H 2 SO4溶液的容器内。向此容器加4滴0.2%混合溶液,用0.25 mol/L NaOH标准溶液滴定,溶液由紫色变为绿色即为终点。同时,在同样的条件下做空白试验。试样中AP的百分含量按下式计算,即式中:V 1、V 2分别为空白和试样消耗NaOH标准溶液的体积,单位为m L;C为NaOH标准溶液的浓度,单位为mol/L;m为试样质量,单位为g;X 1为试样中AP的含量,单位为%;117.5为AP的摩尔质量,单位为g/mol。(www.daowen.com)

在计算精度为0.1%,平行偏差为0.5%的前提下,经测定可知,推进剂颗粒中AP含量由最初的69.5%下降至26.4%,且颗粒的粒度越小,损失量越大。由于AP易溶于水,在粉碎过程中极易造成流失。而推进剂碎块由于黏合剂的保护,组分损失量小于1%。

(二)Al含量测定

试剂与仪器:0.1 mol/L EDTA标准溶液,0.05 mol/L Pb(NO32标准溶液,30%六次甲基四胺水溶液,12 mol/L NaOH溶液,酚酞指示剂,1%乙醇溶液,1%二甲酚橙水溶液,1+1盐酸溶液,高氯酸,硝酸;25 m L酸式滴定管,300 m L锥形烧瓶,20 m L移液管,25 m L量筒,500 W电炉,水浴锅。

实验方法:将试样晾干后进行称重,称取0.2 g(准确至0.2 mg)放入锥形烧瓶中,加少许蒸馏水润湿后,再加10 m L浓硝酸、5 m L高氯酸,放在电炉上徐徐加热,分解试样,使其出现白色结晶后取下,冷却至室温。依次加50 m L蒸馏水、1滴酚酞指示剂,用12 mol/L NaOH溶液调至微红色,再加入1+1盐酸溶液回滴到出现白色再过量两滴,此时溶液的p H值为4.6~5.5。用移液管向上述锥形烧瓶中加20 m L浓度为0.1 mol/L EDTA标准溶液,放到水浴上煮沸15 min,取下冷却至室温。加50 m L蒸馏水和15 m L 30%的六次甲基四胺,滴加二甲酚橙指示剂,用0.05 mol/L Pb(NO32标准溶液滴定,溶液由黄色转变成微紫红色时即为终点。

试样中铝粉的百分含量按下式计算,即

式中:C 1为EDTA标准溶液浓度,单位为mol/L;V 1为EDTA标准溶液加入体积,单位为m L;C2为硝酸铅标准溶液浓度,单位为mol/L;V 2为试样消耗硝酸铅标准溶液的体积,单位为m L;26.98为铝的摩尔质量,单位为g/mol;m为试样质量,单位为g;X 2为试样中铝粉的含量,单位为%。

推进剂中的纳米Al不溶于水,且与黏合剂结合紧密,因此损失量不及AP。经测定可知,在计算精度为0.1%,平行偏差为0.20%的情况下,颗粒中Al的含量由18.5%降至11.8%。碎块中Al损失量同样小于1%。

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