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Die
vorliegende Erfindung betrifft ungiftige Gaserzeuger, die bei Verbrennung
schnell ein Gas erzeugen, das zum Aufblasen eines Fahrzeug-Airbags
verwendbar ist, und im einzelnen betrifft die vorliegende Erfindung
das Verfahren zum Zermahlen von Nitroguanidin, dem Brennstoff in
dem Gaserzeuger.
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Fahrzeug-Airbagsysteme
sind entwickelt worden, um einen Fahrzeuginsassen im Fall eines Zusammenstoßes durch
schnelles Aufblasen eines Kissens zwischen dem Fahrzeuginsassen
und dem Inneren des Fahrzeugs zu schützen. Das Gas zum Aufblasen
des Fahrzeug-Airbags wird durch eine chemische Reaktion in einer
Aufblasvorrichtung erzeugt. Damit ein Airbag richtig funktioniert,
muss der Airbag innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde entfaltet
werden.
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Bei
einer pyrotechnischen Aufblasvorrichtung ist die Gaserzeugung ein
Ergebnis der Verbrennung eines Brennstoffs innerhalb der Aufblasvorrichtung.
Sowohl organische als auch anorganische Brennstoffe können für Gaserzeuger
verwendet werden. Natriumazid, eine Beispiel eines anorganischen Brennstoffs,
war der am weitesten verwendete und angenommene Brennstoff für Gaserzeuger.
Das Verbrennen von Natriumazid geschieht mit einer sehr schnellen
Geschwindigkeit, was es zu einem geeigneten Material zur Verwendung
als Gaserzeuger machte. Natriumazid hat jedoch mehrere inhärente Probleme,
die zu ausgedehnter Forschung zum Entwickeln von Gaserzeugern geführt haben,
die auf azidfreien Brennstoffen beruhen. Natriumazid ist ein giftiges
Ausgangsmaterial, da sein Giftigkeitsniveau, gemessen durch orale
Ratten-LD50, im Bereich von 45 mg/kg liegt.
Ein anderer Nachteil der Verwendung von Natriumazid ist, daß einige
der Verbrennungsprodukte giftig und korrodierend sein können. In jüngster Zeit
ist ein neues Problem aufgetaucht, daß das Entsorgen von unbenutzten
Airbagsystemen in Automobilen am Ende von deren Betriebslebensdauer
betrifft.
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Auf
Grund der vorstehenden mit Natriumazid verbundenen Probleme hat
die Industrie viele ungiftige Gaserzeuger entwickelt, die in einigen
Airbag-Aufblasvorrichtungen verwendet werden. Einer der Nachteile
bekannter ungiftiger Gaserzeugerzusammensetzungen ist die Menge
und physikalische Beschaffenheit der während der Verbrennung erzeugten
festen Rückstände. Diese
festen Verbrennungsprodukte müssen
gefiltert und von einer Berührung mit
den Fahrzeuginsassen ferngehalten werden. Es ist daher sehr wünschenswert,
azidfreie chemische Zusammensetzungen zu entwickeln, die eine höhere Gasumwandlungsrate
haben und wesentlich keine Schlacke oder feste Teilchen erzeugen.
Ein anderer Nachteil der Verwendung azidfreier Erzeuger ist, daß giftige
Nebenprodukte an CO und NOx erzeugt werden
können.
Das stöchiometrische
Verhältnis
und die chemische Struktur der Reaktionspartner haben eine enorme
Bedeutung für
die Niveaus an CO und NOx, die erzeugt werden.
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Es
sind viele azidfreie Brennstoffe erforscht worden, die, wenn sie
mit dem richtigen Oxidationsmittel vermischt werden, während der
Verbrennung wenig Asche oder Schlacke erzeugen und annehmbare Niveaus
an giftigem Gas erzeugen. Nitroguanidin ist ein Brennstoff, der,
wenn er richtig formuliert ist, diese wünschenswerten Eigenschaften
besitzt. Nitroguanidin ist reich an Stickstoff und verbrennt sehr
sauber. Der Nachteil beim Verwenden von Nitroguanidin ist, daß, wenn
der Brennstoff zu einem Pellet zusammengedrückt ist, das Pellet wachsen
oder an Dichte verlieren wird, wenn es einer Temperaturwechselbeanspruchung
ausgesetzt wird, was bewirkt, daß die ballistischen Eigenschaften
verändert werden.
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US 5531941 lehrt eine gaserzeugende
Zusammensetzung, die eine sehr hohe Gasausbeute und eine niedrige
Ausbeute an festen Verbrennungsprodukten hat. Eine der bevorzugten
gaserzeugenden Zusammensetzungen besteht aus (a) etwa 59,4 Gew.-%
phasenstabilisierten Ammoniumnitrats, (b) etwa 32,48 Gew.-% Triaminoguanidinnitrat
und (c) etwa 8,12 Gew.-% Guanidinnitrat.
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US 6017404 offenbart eine
Zusammensetzung, die Nitroguanidin hoher Rohdichte (HBNQ), d.h.,
Nitroguanidin mit einer Teilchengrößenverteilung von 5 Mikrometer
bis 0,5 mm, enthält.
Kupferphtalocyanin und/oder Azodicarbonamiddinitrat werden als Verbrennungsverbesserer
verwendet.
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WO96/27574
(entsprechend
US 5545272 und
US 5641938 ) offenbart eine
gaserzeugende Zusammensetzung, die Nitroguanidin, phasenstabilisiertes
Ammoniumnitrat und ein Bindemittel enthält, um einen physikalischen
Zerfall des verdichteten Treibmittels zu hemmen, wobei das Treibmittel
noch die Form von Pellets hat. Das Patent wendet sich nicht dem
Einfluss von Nitroguanidin auf die Pelletgröße während einer Temperaturwechselbeanspruchung
zu. Das Bindemittel dient dazu, den physikalischen Zerfall der Pellets
zu regeln.
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GB-B-681095
betrifft eine Zusammensetzung, für
die Nitroguanidin und Ammoniumperchlorat oder Salpeter (Kaliumnitrat)
als Beispiel dienen. Dieses Dokument schweigt über jegliche Form des Nitroguanidins
und über
die Anwesenheit von phasenstabilisiertem Ammoniumnitrat.
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WO97/29927
offenbart komplexe Zusammensetzungen, die verschiedene Arten von
Nitroguanidinderivaten enthalten. Eine Kugelmühle wird zum Trockenmischen
der Materialien verwendet (Seite 7, Zeile 2) und andere Mahlmittel
werden als Mittel zum Zubereiten des Materials, bevor es gemischt
wird, offenbart.
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US 5747730 lehrt eine eutektische
Lösung für einen
Gaserzeuger, die Ammoniumnitrat, Guanidinnitrat und/oder Aminoguanidinnitrat
und kleine Mengen an Polyvinylalkohol und entweder Kaliumnitrat
oder Kaliumperchlorat umfasst. Die eutektische Lösung mit den vorstehenden Bestandteilen
wird das Pelletspalten beseitigen und die Ammoniumnitrat-Phasenumwandlung
auf Grund einer Temperaturwechselbeanspruchung wesentlich verringern.
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, Nitroguanidin-Nadeln, die
in einer gaserzeugenden Zusammensetzung verwendet werden, zu zermahlen.
Wenn es synthetisiert wird, fällt
Nitroguanidin aus der Lösung
als zähe
Nadeln aus. Das Zermahlen oder Zerkrümeln der Nitroguanidin-Nadeln
verhindert, daß der
Brennstoff während
einer Temperaturwechselbeanspruchung an Dichte verliert. Das Zermahlen
wandelt die Nadelkristalle in einen amorphen Krümel um.
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Ein
Vorzug der vorliegenden Erfindung ist, daß die Brenngeschwindigkeit
auf Grund einer gesteigerten Teilchengrößenoberfläche gesteigert wird. Die Brenngeschwindigkeit
für die
bevorzugte gaserzeugende Formulierung beträgt etwa 1,5 cm pro Sekunde
bei 69 Bar.
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Ein
weiterer Vorzug der vorliegenden Erfindung ist, daß es nicht
notwendig ist, ein Bindemittel hinzuzufügen, um die Dichte des Gaserzeugers,
der Nitroguanidin enthält,
zu stabilisieren.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine bildliche Darstellung von Nitroguanidin, wie es unter 180facher
Vergrößerung erscheint,
wenn das Nitroguanidin keinerlei Zermahlen erfahren hat.
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2 ist
eine bildliche Darstellung von Nitroguanidin, wie es unter 400facher
Vergrößerung erscheint,
wenn das Nitroguanidin durch eine Kugelmühle zerkrümelt wurde.
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3 ist
eine bildliche Darstellung von Nitroguanidin, wie es unter 650facher
Vergrößerung erscheint,
wenn das Nitroguanidin durch eine Hammermühle zerkrümelt wurde.
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4 ist
eine bildliche Darstellung von Nitroguanidin, wie es unter 300facher
Vergrößerung erscheint,
wenn das Nitroguanidin durch eine Sweco-Mühle zerkrümelt wurde.
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5 ist
eine bildliche Darstellung von Nitroguanidin, wie es unter 400facher
Vergrößerung erscheint,
wenn das Nitroguanidin einmal durch eine schwingende Kugelmühle hindurchgeführt worden ist.
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6 ist
eine bildliche Darstellung von Nitroguanidin, wie es unter 400facher
Vergrößerung erscheint,
wenn das Nitroguanidin zweimal durch eine schwingende Kugelmühle hindurchgeführt worden ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
nach der Erfindung gefertigte gaserzeugende Zusammensetzung ist
geeignet zur Verwendung mit einer Vielzahl von pyrotechnischen Vorrichtungen,
insbesondere Airbag-Aufblasvorrichtungen. Bei Aufblasvorrichtungen
erzeugt das Verbrennen des Brennstoffs in dem Gaserzeuger ein Gas,
das verwendet wird, um einen Fahrzeug-Airbag aufzublasen. Beim Formulieren
eines Brennstoffs für
den Gaserzeuger ist es wünschenswert,
den Stickstoffgehalt des Brennstoffs auf ein Maximum zu steigern und
die Menge an Kohlenstoff und Wasserstoff zu begrenzen. Es gibt mehrere
azidfreie Brennstoffe, die reich an Stickstoff sind, die Tetrazole,
Bitetrazole, 1,2,4-Triazol-5-on, Guanidiumnitrat, Nitroguanidin, Aminoguanidin
und dergleichen einschließen.
Der Brennstoff für
diese Erfindung umfasst Nitroguanidin, weil es in seiner Struktur
ein Molekül
Sauerstoff enthält,
wodurch es in der Lage ist, sich teilweise selbst zu oxidieren.
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Der
Nachteil der Verwendung unzermahlenen Nitroguanidins in einem Gaserzeuger
ist, daß die gaserzeugenden
Pellets Veränderungen
der Dichte erfahren, wenn sie Temperaturwechselbeanspruchung ausgesetzt
sind. Falls ein Gaserzeuger die Dichte verändert, dann werden die ballistischen
Eigenschaften des Gaserzeugers verändert, und der Gaserzeuger
wird auf eine unvorhersagbare Weise abbrennen.
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Nitroguanidin
existiert in wenigstens zwei Kristallmodifikationen, Alpha und Beta.
Die Alphaform ist eine lange weiße glänzende Nadel, die sehr zäh ist. Dies
ist die am häufigsten
in Treibmitteln und Sprengstoffen verwendete Form. Die Betaform
hat Kristalle, die sich in einen Cluster aus kleinen, dünnen länglichen
Platten formen. Die Betaform kann durch Auflösen in konzentrierter Schwefelsäure und Ablöschen mit
Wasser zur Alphaform umgewandelt werden.
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Wenn
unzermahlenes Nitroguanidin in ein Pellet oder eine Tablette gepresst
wird, biegen sich seine Nadeln oder werden verdreht, Während einer Temperaturwechselbeanspruchung
bewirkt die dem Gaserzeuger zugeführte Energie, daß die Nitroguanidin-Nadeln
zu ihrer ursprünglichen
Geometrie oder natürlichen
Konfiguration zurückkehren.
Dies führt dazu,
daß die
Pellets wachsen, weil das Geradebiegen der Nitroguanidin-Nadeln
und das Zurückkehren zu
der natürlichen
Form Lücken
oder Löcher
in dem Pellet hinterlassen werden. Eine Lösung für das vorstehende Problem ist,
dem Gaserzeuger ein Bindemittel hinzuzugeben. Das Bindemittel verhindert durch
Befestigen der Nitroguanidin-Nadeln in deren reduzierter Geometrie,
daß das
gaserzeugende Pellet während
einer Temperaturwechselbeanspruchung wächst. Es gibt einen zweifachen
Nachteil beim Hinzufügen
des Bindemittels. Erstens gibt es einen zusätzlichen Kostenaufwand beim
Bereiten des Gaserzeugers, weil es einen zusätzlichen Schritt in der Herstellung
gibt. Zweitens hat die gaserzeugende Zusammensetzung einen Bindemittelbestandteil, der
den Gesamtkohlenstoff in deren Formulierung steigern wird, was mehr
Oxidationsmittel erfordert. Bindemittel sind typischerweise organisch
und enthalten demzufolge einen hohen Prozentsatz an Kohlenstoff,
was nicht wünschenswert
ist, weil Kohlenmonoxid erzeugt werden kann und die mittlere relative
Molekülmasse
des erzeugten Verbrennungsgases höher ist. Dies führt dazu,
daß weniger
Mol an Gas erzeugt werden.
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Das
bevorzugte Mittel zum Stabilisieren der Größe oder Dichte des Gaserzeugers
ist das Zermahlen von Nitroguanidin zu amorphen Krümeln. Das
bevorzugte Verfahren zum Zermahlen von Nitroguanidin wird später erörtert.
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Ein
bevorzugtes Oxidationsmittel für
gaserzeugende Zusammensetzungen ist Ammoniumnitrat, weil es kein
Material enthält,
das während
der Verbrennung Feststoffe bildet. Eines der Hauptprobleme beim
Verwenden von Ammoniumnitrat ist, daß es mehrere Kristallphasenumwandlungen
erfährt,
deren einer bei ungefähr
32°C auftritt
und von einer dreiprozentigen Volumenänderung begleitet wird. Wenn
ein Gaserzeuger, der eine bedeutsame Menge an Ammoniumnitrat enthält, einer
Temperaturwechselbeanspruchung ausgesetzt wird, können sich
die Ammoniumnitrat-Kristalle ausdehnen oder zusammenziehen, was
die ballistischen Eigenschaften des Gaserzeugers beeinflussen wird.
Zum Beispiel kann übermäßiger Gasdruck
erzeugt werden, was möglicherweise
zum Bersten des Gehäuses
führen
könnte.
Es sind mehrere Verfahren zum Stabilisieren von Ammoniumnitrat bekannt,
und das bevorzugte Verfahren ist das Zusammenschmelzen von Ammoniumnitrat mit
Kaliumnitrat. Das Zusammenschmelzen erzeugt eine feste Lösung von
Ammoniumnitrat und Kaliumnitrat, wodurch die Kristallphasenumwandlung
von Ammoniumnitrat gestört
wird und nicht auftreten kann. Einerseits ist das Hinzufügen von
Kaliumnitrat außerordentlich
vorteilhaft, weil es die Phasenumwandlungen von Ammoniumnitrat beseitigt,
aber andererseits führt
diese Chemikalie ein Metallion in den Gaserzeuger ein, das beim
Verbrennen Schlacke oder Schwebstoffe erzeugen kann. Folglich sollte
die Menge an hinzugefügtem
Kaliumnitrat begrenzt sein, so daß nur ausreichend Kaliumnitrat,
allgemein 5 bis 15 %, verwendet wird, um das Ammoniumnitrat zu stabilisieren.
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Die
Synergiewirkung von Nitroguanidin in Verbindung mit phasenstabilisiertem
Ammoniumnitrat führt
zu einem sehr sauber brennenden Gaserzeuger, der minimale Schlacke
oder Asche erzeugt. Da eine verringerte Menge an Schlacke erzeugt
wird, kann die Filtermenge verringert werden. Im Ergebnis dieser
Vorzüge
werden die Bestandteile, das Gewicht und die Fertigungskosten für Aufblasvorrichtungen
verringert.
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Die
bevorzugte Formulierung für
den azidfreien Gaserzeuger, der die Erfindung einsetzt, ist 32 bis
50 Gewichtsprozent Nitroguanidin, 50 bis 68 Gewichtsprozent phasenstabilisiertes
Ammoniumnitrat, weniger als 2 Gewichtsprozent Siliziumdioxid und weniger
als 2 Gewichtsprozent Bornitrid. Phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat
umfasst eine feste Lösung
von Ammoniumnitrat und Kaliumnitrat, und die bevorzugte Formulierung
ist 85 bis 95 Gewichtsprozent Ammoniumnitrat und 5 bis 15 Gewichtsprozent Kaliumnitrat.
Das Siliziumoxid und das Bornitrid werden als Verarbeitungshilfsmittel
hinzugefügt.
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Nach
der vorliegenden Erfindung beseitigt die gaserzeugende Formulierung
die Kristallphasenumwandlungen von Ammoniumnitrat durch Einschließen von
Kaliumnitrat innerhalb des Ammoniumnitrats durch ein Zusammenschmelzverfahren, das
eine feste Lösung
bildet. Außerdem
ist ein Gaserzeuger, der die vorliegende Erfindung einsetzt, frei
von jeglichen Bindemitteln, weil die Kristallstruktur des Nitroguanidin
durch Zermahlen modifiziert und von einer zähen Nadel zu einem amorphen
Krümel
verändert
worden ist. Darüber
hinaus steigert die vorliegende Erfindung die Brenngeschwindigkeit
des Brennstoffs von rund 0,5 cm pro Sekunde bei 69 Bar auf 1,5 cm
pro Sekunde bei 69 Bar.
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Das
Zünden
des Gaserzeugers oder Treibmittels, der oder das die vorliegende
Erfindung einsetzt, erzeugt Produkte, die wesentlich ungiftig und frei
von Feststoffen sind. Die Umwandlungsrate des festen Gaserzeugers
zu Gas beträgt
ungefähr
96 %.
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Die
folgende Beschreibung ist ein allgemeines Verfahren zum Herstellen
von gaserzeugenden Pellets. Erstens ist das phasenstabilisierte
Ammoniumnitrat (das im folgenden als „PSAN" bezeichnet wird) eine feste Lösung von
Kaliumnitrat und Ammoniumnitrat. Das PSAN wird zu einem Pulver im
Bereich von 10 bis 25 Mikrometer zermahlen.
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Bevor
das Nitroguanidin mit PSAN vermischt wird, muss es zu einem Krümel zermahlen
werden. Verschiedene Verfahren zum Zerkrümeln des Nitroguanidins werden
später
erörtert.
PSAN und ein Trägerlösungsmittel,
wie beispielsweise Wasser oder Aceton, werden in ein Planetenrührwerk eingeführt, um
die eklektische Mischung zu Körnchen
agglomerieren, die einen Schmelzpunkt haben, der höher ist als
125°C. Die
eklektische Mischung wird durch ein Sieb geführt, zu diskreten Klumpen granuliert
und danach durch Trocknen in einen wasserfreien Zustand gebracht.
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Kleine
Mengen an Bornitrid und Siliziumoxid wurden mit der getrockneten
Mischung vermischt. Das Siliziumoxid wird als Fließmittel
verwendet, und das Bornitrid wird verwendet, um das Haften an den Pressenstempeln
zu verringern. Als letztes wurde die eklektische Mischung durch
Pressen mit einer Pelletpresse in einzelne Pellets umgewandelt.
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BEISPIEL 1
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1 ist
eine bildliche Darstellung von unzermahlenem Alpha-Nitroguanidin
(im folgenden als „Nitroguanidin" bezeichnet). Nitroguanidin-Kristalle haben
eine Nadelformgeometrie, und die Nadeln sind in Bündeln zusammengeballt.
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Es
wurde ein gaserzeugendes Pellet vorbereitet unter Verwendung von
unzermahlenem Nitroguanidin mit der Zusammensetzung von 52 Gewichtsprozent
Ammoniumnitrat, 3 Gewichtsprozent Kaliumnitrat, 44 Gewichtsprozent
unzermahlenem Nitroguanidin, 1 Gewichtsprozent Bornitrid und 0,025 Gewichtsprozent
Siliziumoxid. Das gaserzeugende Pellet wurde zu einer Tablette oder
einem Pellet zusammengedrückt,
wobei das Nitroguanidin währenddessen
aus seiner natürlichen
Konformation gebogen und verdreht wurde. Die phasenstabilisierte
Ammoniumnitrat-Zusammensetzung wurde für keine der an dem Gaserzeuger
ausgeführten
Prüfungen
verändert.
Die Dichte des Pellets betrug 1,67 g/cm3.
Nach 200 Temperatur-Zeit-Folgen verringerte sich die Dichte auf
1,60 g/cm3. Nach diesem Versuch entspricht
eine Temperatur-Zeit-Folge –35°C über zwei Stunden
bis 85°C über zwei
Stunden mit einem fünfzehnminütigen Anstieg
zwischen den zwei Temperaturen. Diese Daten illustrieren, daß die Dichte
während
der Temperaturwechselbeanspruchung verringert wurde, was darauf
zurückgeführt werden
kann, daß die
Nitroguanidin-Nadeln zu ihrer natürlichen Konformation von zähen geraden
Nadeln zurückkehren.
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Es
wurden ebenfalls ballistische Prüfungen an
einem gaserzeugenden Pellet mit der Zusammensetzung von 52 Gewichtsprozent
Ammoniumnitrat, 3 Gewichtsprozent Kaliumnitrat, 44 Gewichtsprozent unzermahlenem
Nitroguanidin, 1 Gewichtsprozent Bornitrid und 0,025 Gewichtsprozent
Siliziumoxid ausgeführt.
Es wurde bestimmt, daß der
Verbrennungsdruck dieser Formulierung ohne Temperatur-Zeit-Folgen
bei Umgebungstemperatur 412 Bar betrug. Nachdem diese Formulierung
200 Temperatur-Zeit-Folgen ausgesetzt wurde, stieg der Druck auf 839
Bar bei Umgebungstemperatur. Der Verbrennungsdruck von gaserzeugenden
Pellets mit unzermahlenem Nitroguanidin wird durch Temperaturwechselbeanspruchung
bedeutsam gesteigert, und demzufolge haben Gaserzeuger mit unzermahlenem Nitroguanidin
unvorhersagbare ballistische Eigenschaften, was sie unsicher für eine Verwendung
in Fahrzeugen macht.
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BEISPIEL 2
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2 ist
eine bildliche Darstellung von Nitroguanidin, das durch eine Kugelmühle zermahlen
worden ist. Die Kugelmühle
war erfolgreich beim Aufbrechen der Bündel von Nadeln, aber die Nadeln
sind, wie in dem Bild gezeigt, noch vorhanden. Da die Kugelmühle die
Nadeln nicht zerlegte, werden die Nadeln sich während des Zusammendrückens der
eklektischen Mischung zu Pellets dennoch biegen oder verdrehen und
folglich bewirken, daß die
Pellets während
einer Temperaturwechselbeanspruchung wachsen.
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BEISPIEL 3
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3 ist
eine bildliche Darstellung von Nitroguanidin, das durch eine Hammermühle zermahlen worden
ist. Wie in der Abbildung zu sehen ist, sind die Nadelcluster unterbrochen,
aber es sind noch deutlich definierte Nadeln vorhanden. Das Vorhandensein
der Nadeln wird zu Pelletwachstum während einer Temperaturwechselbeanspruchung
führen.
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BEISPIEL 4
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4 ist
eine bildliche Darstellung von Nitroguanidin, das durch eine Sweco-Mühle zermahlen worden
ist. Ähnlich
wie bei der Hammermühle
sind die Kristalle noch vorhanden, und folglich wird das Pellet
während
einer Temperaturwechselbeanspruchung wachsen.
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BEISPIEL 5
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5 bildet
Nitroguanidin ab, das durch eine Palla-Mühle oder schwingende Kugelmühle (im
folgenden als „VBM" bezeichnet) gedrückt worden
ist. Das Nitroguanidin wurde von einer kristallinen Nadelstruktur
zu einem amorphen Krümel
reduziert, der eine unzureichende Struktur hat, um sich während einer
Temperaturwechselbeanspruchung zu bewegen. Bevor das Nitroguanidin
der VBM-Mühle
zugegeben wurde, wurde die VBM-Mühle
mit etwa zweihundert Pfund Bett vorgefüllt. Das ausgewählte Bett
war aus Aluminiumoxid hergestellt und hatte eine kreisförmige zylindrische
Form mit einer Länge
von 1,27 cm. Wenn das Nitroguanidin durch die Maschine hindurchgeht,
vibriert die Maschine mit einer ultrahohen Frequenz längs dreier
Achsen, was bewirkt, daß das Bett
das Nitroguanidin pulverisiert. Das bevorzugte Bett zur Verwendung
mit der VBM-Mühle
ist Aluminiumoxid, aber ein Fachmann auf dem Gebiet würde erkennen,
daß andere
Betten für
diese Funktion verwendet werden könnten. Die verwendete VBM-Mühle ist
eine standardmäßige VBM-Mühle mit
zwei Trommeln. 5 zeigt Nitroguanidin nach einem Durchgang
durch die VBM-Mühle,
und 6 zeigt Nitroguanidin nach zwei Durchgängen durch
die VBM-Mühle.
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Es
wurden Prüfungen
an einem gaserzeugenden Pellet mit der Zusammensetzung von 52 Gewichtsprozent
Ammoniumnitrat, 3 Gewichtsprozent Kaliumnitrat, 44 Gewichtsprozent
mit der VBM-Mühle zermahlenem
Nitroguanidin, 1 Gewichtsprozent Bornitrid und 0,025 Gewichtsprozent
Siliziumoxid ausgeführt.
Die phasenstabilisierte Ammoniumnitrat-Zusammensetzung wurde für keine
der an dem Gaserzeuger ausgeführten
Prüfungen
verändert.
Die Dichte des gaserzeugenden Pellets betrug 1,67 g/cm3, und
nach 200 Temperatur-Zeit-Folgen veränderte sich die Dichte nur
marginal auf 1,65 g/cm3. Der Verbrennungskammerdruck
zeigt für
den Erzeuger mit und ohne Temperatur-Zeit-Folgen mit 414 Bar für den ohne
Temperatur-Zeit-Folgen und 435 Bar für den Erzeuger, der 200 Folgen
erfährt,
keinen bedeutsamen Unterschied.