Efeito da concentração do catalisador acetilacetonato férrico na cura de poliuretano à base de polibutadieno líquido hidroxilado (PBLH) e diisocianato de isoforona (IPDI)

Abstract

Recebido em 23/11/00; aceito em 13/8/01EFFECT OF FERRIC ACETYLACETONATE CATALYST CONCENTRATION ON THE CURE OF POLYURETHANE BASED ON HYDROXY TERMINATED POLYBUTADIENE AND ISOPHORONE DIISOCYANATE. The reaction between hydroxyterminated polybutadiene and isophorone diisocyanate constitutes the base of the curing process of the most composite solid propellant used in the propulsion of solid rocket propellant. In this work, differential scanning calorimetry and viscosity measurements were used to evaluate the effect of the ferric acetylacetonate catalyst concentration on the reaction between HTBR and IPDI. These analyses show one exotherm, which shifts to lower temperatures as the catalyst concentration increases. The viscosity analyses show that the increase of temperature causes, at first, a reduction in the mixture viscosity, reaching a minimum range called gelification region (increasing the crosslinking density).Keywords: differential scanning calorimetry (DSC); viscosity analysis; composite solid propellant. INTRODUÇÃOUm motor-foguete consiste, basicamente, de um cilindro metáli-co ou à base de material compósito, dentro do qual ocorrem reações químicas que geram grandes quantidades de gases com elevadas temperaturas. O princípio de funcionamento de um motor-foguete é o da ação e reação, ou seja, os gases gerados ao serem expelidos num determinado sentido geram uma força de reação, denominada de empuxo, no sentido oposto, ocasionando a propulsão do motor-foguete. Os gases são formados pela reação do combustível, mais conhecido como propelente, que pode ser líquido ou sólido 1-3 . Nos motores-foguetes a propelente líquido, o combustível e o comburente são normalmente estocados em reservatórios separados e só reagem entre si quando misturados dentro da câmara de combustão. Nos motores a propelente sólido a câmara de combustão e o reservatório de propelente se confundem, pois o combustível e o comburente encontram-se misturados e estocados dentro da câmara de combustão, só reagindo entre si quando submetidos à ignição por uma outra fonte de energia 1,2 . A Figura 1 apresenta um esquema dos elementos básicos que compõem um motor-foguete movido a propelente sólido. Esse consiste, basicamente, de um envelope cilíndrico carregado com a mistura de propelente sólido. O bloco de propelente, também denominado de grão propelente, possui geometria bem definida e encontrase normalmente aderido às paredes internas do envelope, por meio de uma camada de um material adesivo, que também funciona como isolante térmico. O ignitor, carregado com material pirotécnico, fornece a energia inicial necessária para a ignição e a conseqüente combustão do propelente 1,2 .Os propelentes sólidos podem ser divididos em dois grupos: propelente base dupla e propelente compósito. Os propelentes base dupla são considerados misturas homogêneas, tendo como constituintes principais a nitroglicerina e a nitrocelulose. Por outro lado, os propelentes sólidos do tipo compósito são considerados misturas heterogêneas, compostas basicamente de uma matriz pol...

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

“…Integrando-se a Equação 3, obtém-se: (4) Em processos não-isotérmicos, onde um sólido é submetido a uma razão de aquecimento (β), β=dT/dt, e substituindo-se esta expressão na Equação 4, obtém-se então:…”

“…Em razão disso, tem-se uma busca constante por novos compostos e formulações 3 . As técnicas termoanalíticas, entre outras, podem contribuir no estudo de novos materiais e formulações para utilização em sistemas de propulsão 4 , gerando informações quanto às propriedades de decomposição térmica do material, como, por exemplo, seu comportamento em queima e os fenômenos de transição de fases cristalinas dos sais oxidantes observados durante o processo de combustão 5 . Neste trabalho é apresentado um estudo sobre a decomposição térmica de um propelente sólido baseado no polibutadieno líquido hidroxilado (PBLH), nitrato de amônio (AN) e outros componentes, utilizando-se a calorimetria exploratória diferencial (DSC) e a termogravimetria (TG).…”

An Overview of the Technological Progress in Propellants Using Hydroxyl-Terminated Polybutadiene as Binder During 2002–2012

“…Propellants can be divided basically into three groups: solid, in which all components used in the formulation are solid; hybrid, which usually has a solid fuel and a liquid or gas oxidizer; and liquid, which is characterized in that the fuel and oxidant are liquid, typically stored in separate reservoirs, and only react when mixed together inside the combustion chamber (Paterlini et al, 2002). In cases where the HTPB is the most common binder for solid and hybrid propellants, the results of this article will not involve liquid propulsion.…”

Performance evaluation of commercial copper chromites as burning rate catalyst for solid propellants

“…Composite solid propellants are used as the energy source for the propulsion of solid rocket motors. This kind of propellant is considered a heterogeneous mixture in which solid particles are embedded in a polymeric matrix (binder) (Kubota, 2007;Davenas, 2003;Rezende et al, 2002).…”