مطالعه سه‌گانه سينتيكي واكنش تجزيه حرارتي ماده منفجره اكفل به روش آناليز حرارتي ديفرانسيلي غير هم دما

Kinetic Study on Triplet of Thermal Decomposition Reaction of Ocfol Explosive by Non-Isothermal Differential Thermal Analysis Method

نتيجه مطالعه سينتيك واكنش‌هاي حالت جامد از جمله واكنش تجزيه شدن حرارتي، دست يابي به سه‌گانه سينتيكي انرژي فعال‌سازي، ثابت آرنيوس و مدل واكنش حالت جامد است. در كار حاضر، روش آناليز حرارتي ديفرانسيلي (DTA) غير همدما، جهت بررسي سه‌گانه سينتيكي تجزيه حرارتي ماده منفجره اكفل استفاده شد. اكفول شامل 5% واكس و 95% HMX است. ترموگرام اكفول در نرخ‌هاي حرارت دهي 2، 4، 6 و 8 درجه سلسيوس بر دقيقه در اتمسفر آرگون به دست آمد. روش هاي مستقل از مدل KAS و OFW نيز براي يافتن انرژي فعال‌سازي مورد استفاده قرار گرفتند كه مقدار ميانگين انرژي فعال‌سازي در محدوده 9/0-1/0=? به ترتيب برابر با kJ/mol 2/25±1/214 وkJ/mol 6/4±4/233 به دست آمد. سه‌گانه سينتيكي با استفاده از روش هاي وابسته به مدل نيز به دست آمد كه نتايج، يك واكنش تخريب گرمايي با مكانيسمي از نوع مدل A3 با توابع انتگرالي [-ln(1-a)]1/3 و ديفرانسيلي 3(1-a)[-ln(1-a)]2/3 ، انرژي فعال‌سازي kJ/mol 241-226 و log A برابر با 8/15- 5/13 بر ثانيه در نرخ‌هاي حرارت دهي مختلف را نشان داد.

The activation energy, Arrhenius constant and model of solid state reaction as kinetic triplet can be obtained by the study of thermal decomposition kinetic in a solid state reaction. In the present work, the non-isothermal Differential Thermal Analysis (DTA) was used to study of kinetic triplet of thermal decomposition of Ocfol explosive with composition of 5% wax and 95% HMX explosive. The DTA thermograms of Ocfol were investigated in the heating rates of 2, 4, 6 and 8 °C/min in an Argon atmosphere. The model-free methods of Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) and Ozawa-Flynn-Wall (OFW) were used for calculation of activation energy. The average of activation energy was obtained 214.1±25.2 and 233.4±4.6 kJ/mol by KAS and OFW methods respectively in the range of conversion fraction (?) of 0.1-0.9. The kinetic triplet of activation energy, Ea, Arrhenius constant (A) and the reaction model (functions of f(?) and g(?)) were also investigated using model-dependent methods. The obtained results were showed the A3 model with functions integral of [-ln(1-a)]1/3 and differential of 3(1-a)[-ln(1-a)]2/3, activation energy of 226-241 kJ/mol and logA of 13.5-15.8 1/s for thermal decomposition of Ocfol explosive.