Материал: Химия и технология баллиститных порохов, твердых ракетных и специальных топлив. Т. 2 Технология

— режущее устройство, обеспечивающее срезание порохо­ вых шнуров непосредственно у фильеры и исключающее не­ обходимость протирочного барабана;

— раскрывающийся в вертикальной плоскости корпус с втулкой для удобства в эксплуатации. Раскрытие осуществ­ ляется пневмоцилиндром;

— устройство очистки фильтровальной решетки (изменяю­ щаяся ширина щелей).

Техническая характеристика пресса в сравнении с про­ мышленным прессом ПО-125 приведена в табл. 22.

Т а б л и ц а 2 2

Техническая характеристика отжимного пластифицирующего пресса ПО-ЗОО в сравнении с прессом ПО-125

246

Результаты отработки пресса представлены в табл. 23.

В результате промышленных испытаний пресс подтвердил проектные данные и показал возможность работы в 2-х режи-

247

мах: в классической технологической схеме (отжим — вальце­ вание — сушка) с более высокой выходной влажностью (6... 12%) и в новой схеме в режиме низкой влажности с обес­ печением предварительной пластификации топливной массы.

4.3.2Пластификация и сушка пороховой массы

4.3.2.1Определение температурных режимов переработки на основе термомеханических исследований

втрех физических состояниях: стеклообразном, высокоэласти­ ческом и вязкотекучем. Переработка таких полимеров осуще­ ствляется в вязкотекучем состоянии. Поэтому определение ин­ тервала перехода из высокоэластического состояния в вязкоте­ кучее является непременным условием определения температурных режимов переработки.

Температурная область переработки термопластичных баллиститных пороховых масс ограничивается верхним темпера­ турным пределом эксплуатации заряда (323...333 К) и крити­ ческой температурой разложения пороха, выше которой газовыделение приводит к недопустимому снижению долговечности пороха (383...393 К). Эта область отличается не­ сколькими особенностями физического и реологического по­ ведения термопласта:

—высокой необратимой деформацией сдвига при сравни­ тельно малом уровне обратимой высокоэластической деформа­ ции;

—сравнительно низкой вязкостью массы при ее течении

втехнологических аппаратах с высокими скоростями сдвига и, следовательно, ограниченным уровнем диссипативного разо­ грева, не приводящего к превышению критического уровня температуры.

На рис. 121 представлены в виде графиков деформация,

вязкость и газовыделение как функции температуры: у, т|,

W la3 = А Т ) .

По оси абсцисс отмечены области эксплуатации заряда, переходная область и область переработки термопласта. Каж­ дая из этих областей характеризуется определенными величи­ нами указанных функций. Область эксплуатации заряда отли­ чается высокоэластичным состоянием термопласта, имеющего высокую вязкость и практически отсутствие необратимой де­ формации. В области переработки вязкость массы резко сни-

248

n

толчее

Рис. 121.3ависимость вязкости, предельной деформации сдвига, скорости газовьщелепия от температуры

жается, а превалирующей становится необратимая деформа­ ция. Между этими двумя областями находится переходный температурный диапазон, который характеризуется интенсив­ ным падением вязкости, наличием как необратимой, так и сравнительно высокого уровня обратимой высокоэластиче­ ской деформации.

Расширение температурных диапазонов эксплуатации заря­ да или переработки за счет переходной области из высокоэла­ стического в вязкотекучее состояние приводит к нежелатель­ ным результатам:

— эксплуатация заряда в этой области связана с появле­ нием необратимой деформации, низким модулем упругости и приводит к существенному снижению надежности его функ­ ционирования;

— переработка массы в переходной температурной области приводит к повышению вероятности воспламенения вследст­ вие значительного диссипативного разогрева, существенной деструкции с потерей механических свойств и нестабильному течению в технологических аппаратах из-за высокой обрати­ мой деформации.

Таким образом, переходная область из одного физического состояния термопласта в другое сужает как область эксплуата-

249

ции готовых изделий, так и допустимый температурный диа­ пазон их изготовления.

Верхняя температура области переработки ограничивается термохимической стойкостью топливной композиции и опре­ деляется, в основном, природой нитратов глицерина и целлю­ лозы. Она может быть лишь незначительно увеличена за счет подбора более эффективных стабилизаторов химической стой­ кости.

Из вышесказанного следует, что знание точных границ до­ пустимого температурного диапазона, в котором может прово­ диться переработка пороха, весьма важно, ибо он определяет как безопасность процесса, так и качество получаемых изде­ лий. Актуальность исследований физических свойств баллиститных пороховых масс возрастает в связи с тем, что эмпи­ рические поиски температурного диапазона переработки на промышленных аппаратах весьма трудоемки, небезопасны и ненадежны.

Итак, необходим метод исследования термомеханических свойств полимерной композиции, который бы позволил уста­ новить температурные границы трех областей: эксплуатации, переходной и переработки. Из многочисленных методов, клас­ сифицируемых по виду деформации (сдвиг, сжатие, растяже­ ние) или по режиму механического воздействия (постоянное, периодическое, импульсное нагружение), целесообразно при­ менить для лабораторных исследований наименее трудоемкий экспрессный способ периодического нагружения, позволяю­ щий определить общую, обратимую и необратимую деформа­ цию для условий деформирования, максимально приближен­ ных к реальным.

На всех технологических аппаратах, где имеет место необ­ ратимое течение пороховой массы (шнек-пресс, вальцы), ос­ новным механизмом деформирования является сдавливание массы и течение ее под действием перпендикулярных нор­ мальным касательных напряжений. Поэтому выбран режим периодического нагружения нормальными сжимающими на­ пряжениями со свободным растеканием массы под действием касательных напряжений (рис. 122 б). На рис. 122 а представ­ лена схема универсального измерительного прибора УИП-70, разработанного ЦКБ уникального приборостроения АН СССР.

Подвижный рабочий орган (пуансон) выполнен в виде стержня меньшего сечения, чем торцевая поверхность образца. На протяжении всего эксперимента удельное давление, рас-

250