FLAMMABLE COMPOSITIONS BASED ON LOW-TOXIC COMPONENTS
Authors: Козлов В.А. , Казутин М.В. , Козырев Н.В. 
Published: September 2023

До настоящего времени в пиротехнических составах первичного воспламенения используются высокотоксичныесоединения свинца (тиоцианат, тринитрорезорцинат, гексацианоферрат и др.). В связи с общемировой тенденцией к ужесточению экологических требований в производственной и бытовой сфере, актуальна задача создания воспламенительных композиций, не содержащих соединений свинца. Целью работы является поиск малотоксичных рецептур воспламенительных составов, предназначенных для снаряжения электровоспламенителей «мостикового» типа. В качестве базовой рецептуры принята известная и широко используемая смесь хлората калия KClO3с тиоцианатом свинца Pb(SCN)2, связанная нитроцеллюлозой (НЦ). В качестве замены тиоцианата свинца экспериментально исследованы малотоксичные и доступные порошки вольфрама W, молибдена Mo, сульфида сурьмы Sb2S3, а также смеси порошков молибдена с азодикарбонамидом C2H4N4O2(АДК) и гидразодикарбонамидом C2H6N4O2(ГДК). Воспламенительные составы в виде суспензии в ацетоновом растворе нитроцеллюлозы наносились на нихромовый мостик толщиной 30 мкм, длиной около 2 мм, напаянный между медными проводниками. Электрическое сопротивление R такой конструкционной основы находилось в пределах 3,1±0,15 Ом. При подаче на мостик токового импульса заданной амплитуды Iопределялись значения минимального инициирующего тока Imin и время инициирования t. На основе величин R, I и tвычислялись значения энергии q, фактически затраченной на воспламенение. Для состава сравнения КClO3/Pb(SCN)2/НЦ получены следующие значения: Imin = 0,285 А; при I = 0,5 А t = 6,3 мс, q = 4,2 мДж. Из предлагаемых горючих наилучшие результаты получены при использовании порошков молибдена (Imin = 0,300 А; при I = 0,5 А t = 12,4 мс, q = 9,9 мДж) и сульфида сурьмы (Imin = 0,300 А; при I = 0,5 А, t = 13,15 мс, q = 10,6 мДж).

To date, highly toxic lead compounds (thiocyanate, trinitroresorcinate, hexacyanoferrate, etc.) have been used in pyrotechnic compositions of primary ignition. Due to the global trend towards stricter environmental requirements in the industrial and household sphere, the task of creating flammable compositions that do not contain lead compounds is urgent. The aim of the work is to search for low-toxic formulations of flammable compounds intended for the equipment of electric igniters of the "bridge" type. The well-known and widely used mixture of potassium chlorate (KClO3) with lead thiocyanate (Pb(SCN)2) bound with nitrocellulose (NC) was adopted as the basic formulation. As a replacement for lead thiocyanate, low-toxic and affordable powders of tungsten (W), molybdenum (Mo), antimony sulfide (Sb2S3), as well as mixtures of molybdenum powders with azodicarbonamide (C2H4N4O2) and hydrazodicarbonamide (C2H6N4O2) were experimentally studied. Igniting compositions in the form of a suspension in an acetone solution of nitrocellulose were applied to a coil of nichrome wire 30 microns thick, about 2 mm long, soldered between copper conductors. The electrical resistance R of such a structural base was within 3.1 ± 0.15 ohms. When a current pulse of a given amplitude I was applied to the bridge, the values of the minimum initiating current Imin and the initiation time τ were determined. Based on the values of R, I and τ, the values of the energy q actually spent on ignition were calculated. For the composition of the KClO3/Pb(SCN)2/NC the following values were obtained: Imin = 0.285 A; at I = 0.5 A τ = 6.3 ms, q = 4.2 mJ. Of the proposed fuels, the best results were obtained using molybdenum powders (Imin= 0.300 A; at I = 0.5 A τ = 12.4 ms, q = 9.9 mJ) and antimony sulfide (Imin= 0.300 A; at I = 0.5 A, τ = 13.15 ms, q = 10.6 mJ).