Test de validare a peroxidului de hidrogen cu concentrație ridicată

Peroxidul de hidrogen cu concentrație ridicată (HTP) are aplicații în industria spațială și a rachetelor. Datorită utilizării specifice, este necesară o puritate foarte mare a produsului. Jakusz SpaceTech Sp. z oo are o linie de producție care permite producerea de peroxid de hidrogen în concentrație 98% + cu puritate ridicată, conform cerințelor standardului restrictiv MIL-PRF-16005F. În prezent, peroxidul de hidrogen este disponibil pe piața europeană în concentrație de cel mult 87%, cu o puritate care nu îndeplinește cerințele standardului. Ca parte a unui proiect realizat pentru Agenția Europeană de Benzi desenate intitulat: „Testarea validării siguranței peroxidului de hidrogen cu concentrație ridicată”, Jakusz SpaceTech Sp. z oo va lua măsuri pentru a permite introducerea peroxidului de hidrogen de calitate HTP produs pentru vânzare și transport sigur în Europa. Proiectul implică o analiză a legislației în domeniul transporturilor, pe baza căreia produsul va fi clasificat și ambalajul de transport certificat. Următorul pas va fi dezvoltarea metodelor analitice pentru a caracteriza compoziția chimică a HTP produs.

Peroxidul de hidrogen este o substanță relativ stabilă, dar numai în condiții de puritate ridicată și stabilizare cu compuși corespunzători. Cantități mici de impurități pot induce descompunerea HTP în apă și oxigen. Prin urmare, trebuie să se acorde o puritate și o atenție deosebită în timpul procesului de producție. Pentru a evita descompunerea excesivă și, în consecință, o scădere a concentrației de peroxid de hidrogen, atât în timpul transportului, cât și în timpul depozitării, se adaugă soluții stabilizatori corespunzători. Deși, adăugarea stabilizatorilor este necesară pentru a menține stabilitatea dorită a peroxidului de hidrogen, cantitatea lor nu poate fi depășită din două motive. În primul rând, peste un anumit optim, se poate observa o scădere a stabilității HTP și, în al doilea rând, și acest lucru este important în cazul motoarelor rachete, orice substanță suplimentară se poate depune pe catalizator provocând dezactivarea. Luând în considerare aceste premise, proiectul va încerca să dezvolte o compoziție optimă a amestecului stabilizator care să asigure o stabilitate ridicată a peroxidului de hidrogen.

Următorul pas va fi efectuarea unei serii de teste analitice pentru a determina compoziția chimică a produsului și pentru a verifica conformitatea cu standardul MIL-PRF-16005F. Standardul specifică conținutul necesar al diferitelor componente: anioni (cloruri, fosfați, sulfați, nitrați), metale, ion de amoniu, carbon organic total (TOC) și conținut de reziduuri uscate după evaporarea soluției. Deoarece peroxidul de hidrogen foarte concentrat este foarte oxidant și coroziv, analiza directă nu este posibilă în unele cazuri. Rezultatele obținute ar putea fi perturbate și echipamentul de măsurare ar putea fi deteriorat. Din acest motiv, va fi necesar să se dezvolte proceduri de preparare a probelor pentru proceduri de analiză și testare aplicabile soluțiilor de peroxid de hidrogen foarte concentrate. În plus, pentru fiecare tip de analiză, verificarea repetabilității metodei va fi efectuată prin efectuarea a cinci măsurători. Pentru a realiza obiectivul analizei anionilor în soluțiile de peroxid de hidrogen, cercetarea se va baza pe tehnica cromatografiei ionice. Va fi dificil să supunem probele acestei analize, deoarece acestea nu pot conține peroxid de hidrogen. Studiile analitice ale conținutului de metal vor fi comparate pe baza a două metode diferite de preparare a probelor, precum și a două tehnici analitice - spectrometria de emisie atomică cu plasmă cuplată inductiv (ICP-OES) și spectrometria de masă cuplată inductiv (ICP-MS).

În plus față de studiile analitice menționate anterior, scopul proiectului va include dezvoltarea de proceduri pentru măsurarea proprietăților fizico-chimice, cum ar fi concentrația, pH-ul, solidele dizolvate totale (TDS) și conductivitatea. Mai mult, concentrația va fi comparată folosind două metode (calculul pe baza densității măsurate și metoda clasică de titrare a determinării peroxidului de hidrogen folosind permanganat de potasiu).

În etapa următoare a proiectului, Peroxidul de hidrogen 98% + va fi clasificat în cadrul Acordului european privind transportul internațional rutier de mărfuri periculoase (ADR). În timpul testelor care examinează proprietățile explozive (clasa 1 conform ADR), se va verifica dacă HTP prezintă sensibilitate la undele de șoc și efectul testelor de încălzire și aprindere sub o închidere strânsă. În plus, se vor verifica proprietățile de oxidare și coroziune ale HTP, precum și temperatura de descompunere a acestuia.

Etapa finală a proiectului este certificarea ambalajelor pentru transportul 98% + peroxid de hidrogen. În acest scop, se va efectua o evaluare a compatibilității materialelor a canistrelor de 5L și 30L din HDPE. O serie de canistre vor fi condimentate în contact cu HTP timp de 6 luni. Efectul contactului cu HDPE asupra peroxidului de hidrogen va fi investigat prin re-analiza compoziției chimice a soluției. În același timp, organismul de certificare va efectua o serie de teste pentru a verifica rezistența canistrelor la stimulii mecanici care apar în timpul transportului.