Propelente sólido compósito polibutadiênico: I- influência do agente de ligação

Abstract

Brazilian Complete Spacial Mission, the research of Vehicle Satellite Launcher is important. The solid propellant composite used in this vehicle is made with ammonium perchlorate, aluminiun powder and hydroxy terminated polibutadiene resin. In the propellant the bonding agent has a function to promote the interaction between solids and polimeric matrix, improving mechanical properties as stress, strain, aging characteristics and moisture embrittlement. Due its importance in propellant, bonding agent is consider as industrial secret and the literature about it is generic, without greater informations.Keywords: propellants; bonding agents; influence in mechanical properties. INTRODUÇÃOPropulsores de veículos espaciais, também conhecidos como motores-foguetes, exigem propelentes especiais, altamente energéticos, que ofereçam alto impulso específico. Um motor-foguete movido a propelente sólido é constituído basicamente de um tubo metálico cilíndrico, denominado envelope motor, preenchido quase totalmente com massa propelente, o grão propelente.Propelente sólido é uma mistura complexa e estável de compostos redutores e oxidantes que, quando ignitados, queimam de uma maneira homogênea, contínua e controlada, formando a altas temperaturas moléculas gasosas de baixa massa molecular. Desta forma, ocorre na câmara do motor-foguete, um formidável aumento de espécies gasosas com grande elevação de temperatura e pressão no sistema. Na saída do motor-foguete existe um estreitamento, chamado garganta de exaustão ou tubeira, por onde os gases resultantes da queima saem acelerados. O aumento de pressão, que pode atingir em certos casos 100 Mpa, resulta no impulsionamento do foguete 1 . No motor-foguete existe, entre o envelope motor e o propelente, uma proteção térmica constituída por uma fina camada de borracha e um adesivo denominado "liner", com a finalidade de não permitir que a alta temperatura de combustão do propelente danifique a estrutura do foguete. Na Figura 1 está o esquema simplificado de um motor-foguete. COMPOSIÇÃO TÍPICA DE UM PROPELENTE SÓLIDO COMPÓSITOOs propelentes sólidos, do tipo compósito, são constituídos de três componentes principais: Uma porção orgânica, rica em carbono e hidrogênio, conhecida como binder, que serve como ligante e gerador de gases; um sal inorgânico oxidante, rico em oxigênio, e um auxiliar balístico, normalmente um metal, tendo os sólidos uma micro granulometria bem definida 2,3 . No propelente compósito o binder é a matriz elastomérica que além de conter, incorpora as partículas sólidas do metal combustível e do oxidante. Sendo a fase contínua do propelente, o binder tem múltiplas funções pois, além de ser a principal fonte de carbono e hidrogênio do propelente, deve manter unidas as partículas do metal e do oxidante, formando uma consistente massa elástica capaz de resistir às solicitações provocadas pelas tensões mecânicas e térmica. Portanto, o binder também contribui para as propriedades mecânicas do propelente. E é importante que tenha afinidade com as partes constituintes do mot...

Estudo da decomposição térmica de propelente sólido compósito de baixa emissão de fumaça

“…O estudo da cinética de decomposição térmica de materiais no estado sólido tem como conceito que a variação da massa do composto, em decorrência de um estímulo térmico, em função do tempo, obedece a seguinte equação (1) onde "α" representa a fração de conversão da amostra, "t" o tempo para a conversão, "T" a temperatura absoluta, "k(T)" a constante cinética em função da temperatura e "f (α)" a função que representa o modelo de decomposição térmica para o processo em estudo.…”

Evaluation of use waste aluminum on the burning of solid rocket propellant

“…Solid propellants are commonly used for rocket propulsion, space vehicles, military artifacts, among other applications (Chaturvedi and Dave, 2015;Baldissera et al, 2016). A solid propellant normally consists of a mixture of oxidizing and reducing agents, that when ignited, are consumed and release a large amount of energy (Scimareli, et al, 2002;Soares et al, 2018). The combustion products are gases formed by low molar mass molecules, which contribute to the increase in temperature and pressure inside the rocket engine chamber, besides solid residues and the energy released.…”

“…The combustion products are gases formed by low molar mass molecules, which contribute to the increase in temperature and pressure inside the rocket engine chamber, besides solid residues and the energy released. When these gases reach the exit of the rocket engine they encounter a converging-divergent nozzle through which these gases exit accelerated, resulting in rocket thrust (Scimareli, et al, 2002).…”

Diffusion of plasticizer in a solid propellant based on hydroxyl-terminated polybutadiene

“…This agent is responsible for the reduction in tensile strength and elastic modulus of the material. The addition of plasticizer to the propellant composition provides properties suitable for storage, application and transportation [7] .…”