叠氮化物类气体的发生剂

过去，应用最为广泛的气体发生剂都是以无机叠氮类化合物为产气物质的气体发生剂。碱金属叠氮化物为可燃剂，以金属氧化物、硝酸盐为氧化剂组成混合物，有时还加入催化剂、冷却剂等调节剂提高其性能。叠氮化物主要有NaN3、LiN3、KN3、Ba(N3)2、Ca(N3)2和NH4 N3等，但是，从安全性和价格等方面考虑，几乎所有叠氮化物类气体发生剂配方均选用NaN3作为产气剂，这是因为与其他叠氮化物相比，NaN3热稳定性好，在410℃左右仍不分解，并且感度比其他叠氮化物都低。

目前，叠氮化钠/氧化剂体系的气体发生剂已广泛用于汽车安全气囊，其氧化剂主要是Fe2 O3、NiO、MnO2等金属氧化物。但是，也有配方中提到采用CuO作为氧化剂，由于储存过程中可能产生极敏感的Cu(N3)2，CuN3，所以不建议采用。若使用KNO3、NaNO3等硝酸盐或KClO4作为氧化剂，应注意硝酸盐普遍吸湿性强的缺点。

这类气体发生剂已经广泛应用，配方多种多样，以下仅介绍几种。

NaN360%～90%，KClO3或KClO4 0～20%，Fe2 O3或CuO约5%，玻璃粉(含SiO2、BaO、PbO碱的玻璃粉或含SiO2、B2 O3、TiO2、Na2 O的玻璃粉)0.1%～10%。(www.xing528.com)

表2-2中玻璃粉系含SiO2、BaO、PbO碱的玻璃粉。四个配方的样品药柱尺寸均为:直径12.5mm，高度2mm。从表中可以看出，加入玻璃粉燃速有所降低，压力指数也降低明显；改变药剂的配比，燃速和压力指数也随之变化。

表2-2　含NaN3的烟火气体发生剂配方及性能

总体而言，叠氮化钠类气体发生剂具有点火容易、燃速快、燃烧温度低、燃烧后产生较纯净的N2等优点，现在仍有许多应用。其主要缺点在于NaN3是一种剧毒物质，其毒性是砷的30倍左右。0.05g的NaN3进入人的肠胃，即能引起剧烈心跳，随之昏迷。超过0.05g剂量时，则会引起死亡。因此，生产过程需要有严格的防毒措施。此外，这类气体发生剂燃烧时会产生Na2O、Na等活性物质，与水接触可以直接反应，也需要在配方设计时给予充分考虑。叠氮化钠类气体发生剂产气量相对较小，每摩尔NaN3只能提供1.5mol N2，也使这类药剂的应用受到一定程度的限制。鉴于叠氮化钠类气体发生剂存在的上述问题，近十几年来，无毒的非叠氮化物型气体发剂成为竞相研究和开发的重点。