Tempo de vida útil de propelentes base-simples

Abstract

Recebido em 15/3/07; aceito em 3/9/07; publicado na web em 10/3/08 SAFE SHELF LIFE OF SINGLE-BASE PROPELLANTS. The purpose of this work was to determine the safe shelf life of single-base propellants. The kinetic parameters relative to the consumption of the stabilizer diphenylamine (DPA) added to the propellant were determined as a function of the storage and ageing time. High Performance Liquid Chromatography (HPLC) with spectrophotometric detection was used to determine the DPA percentage before and after the artificial ageing at 60, 70 and 80 ºC. The experimental data were very well adjusted to a pseudo-first order kinetic model and the respective kinetic constants are 8.0 10 -3 day -1 (60 ºC); 1.9 10 -2 day -1 (70 ºC); 1.2 10 -1 day -1 (80 ºC). The activation energy was calculated as 130 kJ mol -1 and the half-time for depletion of the DPA at the hypothetical temperature of 40 ºC of storage was estimated as being 6 years.Keywords: kinetics; diphenylamine; single-base. INTRODUÇÃOA nitrocelulose, Figura 1, é um composto muito empregado na obtenção de propelentes sólidos, em decorrência do seu alto poder energético 1 e da baixa emissão de fumaça quando em combustão, originando o propelente sólido conhecido como base simples (BS). 2Entretanto, em virtude da sua sensibilidade a variações de temperatura, processos de decomposição química podem ocorrer ao longo do período de armazenamento, transporte e manuseio diminuindo, assim, o tempo de vida útil do grão propelente.3 Este processo de degradação 4 deve-se principalmente à ruptura das ligações O-NO 2 com a formação de radicais NO 2 e NO . Além disso, tem-se também a reação entre os produtos de decomposição, com a pró-pria nitrocelulose, produzindo o fenômeno conhecido como decomposição autocatalítica. 5A decomposição autocatalítica é responsável por ocorrências como diminuição do potencial energético do grão propelente, instabilidades de queima durante o processo de combustão e, em casos extremos, auto-ignição durante o período de armazenamento. 6Em decorrência disto, é necessário que espécies químicas estabilizantes sejam adicionadas à formulação, de forma a inibir este processo de degradação. 7A difenilamina (DPA) está entre os estabilizantes mais empregados para formulações de propelentes à base de nitrocelulose.8 O mecanismo de ação da DPA decorre do fato de o átomo de hidrogênio, ligado ao nitrogênio, reagir facilmente com os grupos NO x liberados pela nitrocelulose, 9 inibindo a aceleração do processo de decomposição do BS.10 Deste modo, o conhecimento da cinética de consumo do estabilizante 11 para propelentes à base de nitrocelulose oferece uma boa base de dados para a projeção do tempo durante o qual o BS pode ser armazenado com segurança ("safe shelf life ou storage life").Na literatura são encontrados alguns trabalhos sobre a cinética de consumo de estabilizantes do tipo DPA em formulações de propelentes base-simples. Entretanto, em virtude destes materiais serem empregados em áreas restritas, normalmente de emprego militar, detalhes em relação à orig...

Estudo da cinética de consumo do estabilizante 2NDPA no propelente base dupla

“…Apesar do estabilizante utilizado no propelente base-simples [5,10,13] ser a difenilamina, diferentemente ao empregado no propelente BD-111, um questionamento quanto ao verdadeiro impacto da nitroglicerina e do salicilato de chumbo sobre a velocidade de consumo do estabilizante em propelentes base-dupla, pode ser mencionado. Isto se deve ao fato dos parâmetros cinéticos obtidos no presente trabalho estarem relativamente próximos aos observados na literatura para o base-simples, podendo-se supor que a cinética de consumo do estabilizante são regidos por mecanismos semelhantes.…”

The influence of accelerated aging on magnesium/PTFE/FPM decoy flares

“…10,11 Assim, torna-se importante determinar de que forma os fatores relacionados às condições de estocagem e aos métodos de transporte podem afetar as propriedades físicas e químicas desse tipo de material. 12 A degradação das propriedades físicas e químicas de uma composição magnésio/PTFE/FPM decorre da combinação entre três fatores: período de exposição, temperatura e umidade, sendo este o elemento mais significativo no evento. 13 No caso desses flares, seu processo de envelhecimento é caracterizado pela tendência do magnésio em sofrer reações de oxidação quando em contato com a umidade e com o oxigênio presente no ar.…”