نسبت توصیه شده برای چسب به اکسیدکننده در رزین فنولیک چیست؟

پاسخ سریع:وجود داردبدون نسبت جهانی بایندر به اکسید کنندهبرای رزین فنولیک در آتش بازی. نسبت بهینه به اکسید کننده خاص، سوخت، درجه رزین فنلی، اندازه ذرات و ویژگی های سوختگی مورد نظر بستگی دارد.^[1][2]. تحقیقات منتشر شده در مورد ترکیبات KNO3 متصل به رزین فنلی که در ادبیات کامپوزیت اطفاء حریق مستند شده است، محتوای رزین فنلی را در طیف وسیعی از7 تا 13 درصد وزنی، با حداکثر راندمان احتراق تقریباً مشاهده شده استرزین 10 تا 11 درصد(مرتبط با تقریباً 1 قسمت رزین به 6.4 قسمت KNO3)^[3]. آزمایش احتراق مستقل ترکیبات مبتنی بر KNO3، نرخ سوختگی 3.67 میلی‌متر بر ثانیه را برای بایندر فنل فرمالدئید در 6 درصد وزنی در وزن با KNO3 در 82 درصد وزنی بر وزن ثبت می‌کند.^[4]. با این حال، این مقادیر هستندفرمولاسیون خاصو نباید بدون آزمایش خاص برنامه تعمیم داده شود.

1. رزین فنولیک در ترکیب آتش بازی چه می کند؟

عملکرد رزین فنلی به عنوان یکبایندر و جزء سوختدر ترکیبات پیروتکنیک^[5][6]. نقش های آن عبارتند از:

• صحافی:ذرات سوخت و اکسید کننده را در کنار هم نگه می دارد و از جداسازی در حین نگهداری و جابجایی جلوگیری می کند^[5]
• سهم سوخت:مواد آلی را فراهم می کند که در واکنش احتراق شرکت می کند^[3][5]
• یکپارچگی ساختاری:شکل ترکیبات فشرده یا قالبی را حفظ می کند^[6]

رزین فنلی استنهیک "چسب" ساده که در هنگام سوختن بی اثر است. این یک هیبرید بایندر سوخت است و محتوای آن مستقیماً بر سرعت سوختن، راندمان احتراق و رفتار باقی مانده تأثیر می گذارد. داده‌های مقایسه‌ای منتشر شده نشان می‌دهد که ترکیبات فنلی متصل به رزین می‌توانند ذرات ذرات ناقص سوخته را تحت احتراق ناقص باقی بگذارند. در یک مطالعه منتشر شده نشان داده شد که یک بایندر پلی استر مبتنی بر زیست، PM را تا 52.8٪ نسبت به فنول کاهش می دهد.^[7]. شیمی بایندر به طور مستقیم بر کامل بودن احتراق تأثیر می گذارد^[3][4][7].

2. چرا "نسبت صحیح" جهانی وجود ندارد

نسبت اتصال دهنده به اکسید کننده یک پارامتر ثابت نیست. بستگی به این دارد:

3. آنچه که داده های منتشر شده برای سیستم های رزین فنولیک / KNO3 را نشان می دهد

یک مطالعه منتشر شده در مورد ترکیبات فنلی KNO3 وابسته به رزین،مستند در ادبیات کامپوزیت اطفاء حریق و در اینجا به عنوان آنالوگ سیستم اکسید کننده-سوخت ذکر شده است.، به شرح زیر گزارش می دهد^[3]:

مهم:این استیک خانواده فرمولاسیون خاص. این کار را انجام می دهدنهبه این معنی که 1:6.4 نسبت "صحیح" برای همه آتش بازی های رزین فنلی است. اکسیدکننده‌ها، سوخت‌ها و درجه‌های رزین مختلف، بهینه را تغییر می‌دهند^[1][2].

4. آنچه این مقاله ادعا نمی کند

• نسبت جهانی "1:8 به 1:10" وجود ندارد.هیچ منبعی از یک محدوده نسبت واحد برای همه آتش بازی های رزین فنلی پشتیبانی نمی کند^[1][2][3].
• هیچ ادعایی وجود ندارد که رزین فنولیک "در دمای 500 درجه سانتیگراد می سوزد."شروع تجزیه حرارتی تقریباً 340 تا 480 درجه سانتیگراد در TGA اتمسفر بی اثر است. دمای احتراق به ترکیب کامل بستگی دارد^[8][9].
• هیچ ادعایی وجود ندارد که 24 تا 48 ساعت زمان لازم برای درمان است.زمان پخت به نوع و شرایط رزین بستگی دارد. با تامین کننده TDS تایید کنید.
• هیچ ادعایی مبنی بر اینکه داده های ترکیبی خاموش کننده مستقیماً به آتش بازی منتقل می شود وجود ندارد.مطالعه JAI به کامپوزیت های آئروسل اطفاء حریق می پردازد که در اینجا فقط به عنوان آنالوگ سیستم اکسیدکننده-سوخت استفاده می شود.^[3].
• هیچ داده خاص مورد مشتری یا ادعای عملکرد وجود ندارد.

5. چگونه به توسعه فرمولاسیون نزدیک شویم

نکته ایمنی:توسعه فرمول های آتش نشانی شامل خطرات قابل توجهی است. کار باید توسط پرسنل آموزش دیده با رعایت مقررات و استانداردهای ایمنی قابل اجرا انجام شود. چارچوب های مربوطه شامل NFPA 1124،کد ساخت، حمل و نقل و نگهداری وسایل آتش بازی و آتش بازی(با توجه به اینکه مقررات خرده‌فروشی و ذخیره‌سازی آتش‌بازی‌های مصرف‌کننده از سال‌های 2013 تا 2014 تا حدی برداشته شده و به NFPA 1 Fire Code منتقل شده است)^[10]; ATF 27 CFR قسمت 555، تجارت در مواد منفجره، از جمله الزامات ذخیره سازی بخش K (بخش 555.218 جدول فاصله ها؛ بخش 555.221 نمایش آتش بازی)^[11]; طبقه بندی PHMSA/DOT بر اساس UN 0335 (بخش 1.3G)، UN 0336 (بخش 1.4G)، UN 0337 (بخش 1.4S) و UN 0431 (مقالات آتش سوزی برای اهداف حرفه ای)^[12]; CPSC 16 CFR 1507.2، مواد شیمیایی ممنوعه، برای دستگاه های آتش بازی مصرف کننده^[12]; و استاندارد APA 87-1، با ارجاع به 49 CFR برای طبقه بندی آتش بازی گنجانده شده است.^[12]. رزین خود یک ماده منفجره نیست. ترکیب آتش سوزی که بخشی از آن می شود یک ماده منفجره تنظیم شده است^{[11] [12]}.

6. پارامترهای کیفیت برای درخواست رزین فنولیک

7. نتیجه گیری

همانطور که بخش های قبل نشان می دهد، هیچ نسبت جهانی چسب به اکسید کننده برای رزین فنلی در آتش بازی وجود ندارد. بهینه به نوع اکسید کننده، نوع سوخت، درجه رزین، اندازه ذرات و ویژگی های سوختگی مورد نظر بستگی دارد. بتن‌ترین نقاط لنگر منتشر شده عبارتند از: اول، یک مطالعه کامپوزیت اطفاء حریق که رزین فنلی 7 تا 13 درصد وزنی بر وزن را گزارش می‌کند با حداکثر راندمان 10 تا 11 درصد در یک سیستم مبتنی بر KNO3، که مربوط به رزین به اکسیدکننده تقریباً 1:6.4 است.^[3]; و دوم، آزمایش احتراق مستقل که میزان سوختن 3.67 میلی‌متر بر ثانیه را در PF 6 درصد وزنی بر وزن با KNO3 82 درصد وزنی بر وزن ثبت می‌کند.^[4]. هر دو نتایج مختص فرمول‌بندی هستند، نه ثابت‌های جهانی. محتوای بایندر مستقیماً بر کامل بودن احتراق تأثیر می گذارد و احتراق ناقص به انتشار ذرات کمک می کند.^[7]. توسعه فرمول باید از طریق چارچوب پنج مرحله‌ای در بخش 5، با آزمایش دسته‌ای کوچک و اندازه‌گیری میزان سوختگی و باقیمانده مستند انجام شود. چارچوب‌های انطباق شامل NFPA 1124 (با ذکر برداشت جزئی)، ATF 27 CFR قسمت 555، طبقه‌بندی سازمان ملل متحد PHMSA/DOT، CPSC 16 CFR 1507.2 و APA 87-1 است.^[10][11][12]. هر مقدار در این مقاله یک محدوده معمولی منتشر شده یا الزام استاندارد است. نسبت بهینه باید به صورت تجربی در سیستم خاص تعیین شود.

8. مرحله بعد

اگر در حال ارزیابی هستیدرزین فنولیک برای آتش بازیبرای فرمولاسیون، برای ما ارسال کنید:

• نوع کاربرد (جرقه، فواره، پوسته هوایی، تاخیری)
• سیستم اکسید کننده (KNO3، KClO4 و غیره)
• فرمول فعلی یا نقطه شروع
• ویژگی های سوختگی هدف
• چارچوب نظارتی قابل اجرا (NFPA، ATF، PHMSA، CPSC یا موارد دیگر)
• اسناد مورد نیاز (TDS، COA، داده اندازه ذرات، نمایه TGA)

ما داده های دارایی مخصوص درجه را ارائه خواهیم داد.توجه:نسبت بهینه بایندر به اکسید کننده باید به طور تجربی در سیستم خاص شما تعیین شود.

درخواست رزین فنولیک TDS و داده اندازه ذرات →

مراجع

1. کانکلینگ، جی. موسلا، سی.شیمی پیروتکنیک: اصول و نظریه پایه، ویرایش سوم CRC Press، بوکا راتون، 2019.[فصل های کنترل عملکرد بایندر و سرعت سوختن.]
2. شیمیزو، تی.آتش بازی: هنر، علم و تکنیک. انتشارات Pyrotechnica، آستین، TX، 1981.[اصول فرمولاسیون و تعادل اکسید کننده/سوخت.]
3. فجلد، ام. کریستنسن، تی. فوسوم، م. Waernes، AN; Eckhoff، RK (تحقیق انرژی SINTEF). "ترکیبات پیروتکنیک مبتنی بر نیترات پتاسیم به عنوان کارآمدترین عوامل اطفاء حریق."مجله ASTM International، 2005.[اسناد رزین فنل فرمالدئید 7 تا 13 درصد وزنی. بهینه 10 تا 11 درصد؛ KNO3 70% در حد مطلوب. حداکثر راندمان احتراق تقریباً 90٪. زمینه، کامپوزیت های آئروسل اطفاء حریق است که در اینجا به عنوان آنالوگ سیستم اکسیدکننده-سوخت ذکر شده است.]
4. داده‌های احتراق ترکیب آتش‌تکنیک مبتنی بر KNO3: بایندر فنل فرمالدئید در 6% وزنی با KNO3 در 82% وزنی بر وزن، سرعت سوختگی 3.67 میلی‌متر بر ثانیه.[مستندات نرخ احتراق ترکیب مبتنی بر KNO3.]
5. ناپ، ا. پیلاتس، لس آنجلسرزین های فنولیک: شیمی، کاربردها و عملکرد. Springer, Berlin, 1985. ISBN 3-540-15039-0 (تجدید چاپ 2013).
6. ثبت اختراع ایالات متحده US6689285 B2.ترکیبات آتش نشانی پیروتکنیک آئروسل تشکیل دهنده. مخترعان: ماریون توماس هیکلین، والتر چارلز فینک؛ مامور: Walter Kidde Portable Equipment Inc. صادر شده در 10 فوریه 2004.[اسناد رزین فنل فرمالدئید (PF با پیوند متقابل یدیتول) به عنوان ماده سوزاننده. فرمول نمونه حاوی 11.1٪ یدیتول با KNO3 و KClO4 است.]
7. یو، ی. یانگ، ز. وانگ، اف. لیو، سی. دنگ، L. "یک چسب پلی استری جدید سازگار با محیط زیست برای کاهش آلودگی ذرات معلق تولید شده توسط احتراق مواد آتش‌زا."مجله تولید پاکتر، 2020.[مستند کاهش PM 52.8٪ در مقابل بایندر رزین فنلی. ترکیبات متصل به فنول نمی توانند به طور کامل بسوزند و در نتیجه در اثر احتراق ناقص آلودگی ذرات معلق ایجاد می شود.]
8. Lochte، HW; اشتراوس، EL; و همکاران "تجزیه ترمو اکسیداتیو پلی کندانس های فنل فرمالدئید: مطالعات ترموگراویمتری و ترکیب عنصری تشکیل زغال سنگ."مجله علمی کاربردی پلیمر(نمایه شده در OSTI / Semantic Scholar).[اسناد کاراکتر کاراکتر 40.0 تا 43.8٪ در 800 درجه سانتیگراد برای رزین های فنل فرمالدئید در TGA اتمسفر بی اثر. مراحل تجزیه مطابق با 340 تا 480 درجه سانتیگراد مرحله اول.]
9. گرانادو، ال. تاورنیه، آر. فویر، جی. دیوید، جی. Caillol، S. "مطالعه سینتیک پخت مقایسه ای ترموست های فرمالدئید و ترفتال آلدئید فنلی با عملکرد بالا." HAL / موسسه چارلز گرهارد، دانشگاه مونپلیه، 2018.[سنتیک پخت و تخریب رزولو PF را مستند می کند.]
10. انجمن ملی حفاظت از آتشNFPA 1124: کدی برای ساخت، حمل و نقل و ذخیره سازی مواد آتش بازی و آتش بازی. کوئینسی، MA: NFPA.[توجه: مقررات خرده‌فروشی و ذخیره‌سازی آتش‌بازی‌های مصرف‌کننده تا حدودی از سال‌های 2013 تا 2014 برداشته شده و به NFPA 1 Fire Code منتقل شده است. قابل اجرا بودن نسخه فعلی را تایید کنید.]
11. اداره الکل، تنباکو، سلاح گرم و مواد منفجره ایالات متحده (ATF).27 CFR قسمت 555: تجارت در مواد منفجره، از جمله الزامات ذخیره سازی Subpart K (بخش 555.218 جدول فاصله ها؛ بخش 555.221 نمایش آتش بازی). واشنگتن دی سی
12. وزارت حمل و نقل ایالات متحده / PHMSA.آتش بازی: تاییدیه مواد منفجره(UN 0335 Division 1.3G؛ UN 0336 Division 1.4G؛ UN 0337 Division 1.4S؛ UN 0431 Articles Pyrotechnic for Professional Purposes, per 49 CFR 172.101؛ APA استاندارد 87-1 با مرجع گنجانده شده است). واشنگتن دی سی[همچنین فهرست مواد شیمیایی ممنوعه CPSC 16 CFR 1507.2 برای دستگاه های آتش بازی مصرف کننده را پوشش می دهد.]