Изучение горения глицидилазидполимера методами молекулярно-пучковой динамической масс-спектрометрии

Волков Евгений Николаевич
Новосибирский государственный университет

Научный руководитель: Коробейничев Олег Павлович, д.ф.-м.н.

Глицидилазидполимер (GAP) – это уникальное энергетическое вещество. GAP способен к самостоятельному горению причем даже в инертной среде. За счет распада N3-группы наблюдается самораспространяющаяся волна разложения и такой процесс интересен с точки зрения фундаментальной науки, как пример горения монотоплива. С другой стороны продукты, образующиеся в таком процессе, могут быть подобны продуктам газификации GAP в реальном топливе. Их состав, если его определить в эксперименте, мог бы быть использован в качестве граничных условий при моделировании процесса горения твердых ракетных топлив, использующих GAP в качестве горючего.

В данной работе исследовался состав продуктов горения GAP в инертной атмосфере. Эксперименты проводились на автоматизированном масс-спектрометрическом комплексе с молекулярно-пучковой зондовой системой пробоотбора на базе времяпролетного и квадрупольного масс-спектрометров и аппаратуры КАМАК. Для того чтобы идентификация продуктов горения была возможной, использовалась процедура вымораживания продуктов горения в азотной ловушке.

В качестве продуктов горения GAP были определены следующие вещества: N2, CO, CO2 , метан, этан, этилен, пропилен, водород, аммиак, вода, акрилонитрил, ацетонитрил и фуран. Был определен их количественный состав. Суммарная масса этих веществ составляет 0,47г в расчете на 1 грамм GAP. Количество азота в продуктах горения подтверждает предположение о том, что первой стадией распада GAP является отрыв молекулярного азота.

Кроме того, при горении образуются труднолетучие продукты, которые оседают на стенках в виде тонкой желтой пленки. Было определено, что масса этих веществ составляет не менее 46% от массы исходного вещества. Элементный состав этих продуктов выражается следующей формулой C9H13,8N2,8O1,4.

(c) АСФ России, 2001