Thermal degradation of a composite solid propellant examined by DSC

Rocco, José Atílio Fritz Fidel; Lima, José Eduardo Salgueiro; Frutuoso, A. G.; Iha, Koshun; Ionashiro, Massao; Matos, J. R.; Suárez-Iha, Maria Encarnación Vázquez

doi:10.1023/b:jtan.0000027145.14854.f0

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“…The DSC curves do not show any interference and the kinetic data obtained using the maximum temperatures (reciprocal, in K -1 ) and the respective heating rates are very close to the results found in the literature, at very lower heating rates [26][27][28][29].…”

Section: Discussionsupporting

confidence: 85%

Thermal Decomposition Kinetics of Aged Solid Propellant Based on Ammonium Perchlorate – AP/HTPB Binder

Gonçalves¹,

Rocco²,

Iha³

2013

Applications of Calorimetry in a Wide Context - Differential Scanning Calorimetry, Isothermal Titration Calorimetry and Microca

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Section: Discussionsupporting

confidence: 85%

Thermal Decomposition Kinetics of Aged Solid Propellant Based on Ammonium Perchlorate – AP/HTPB Binder

Gonçalves¹,

Rocco²,

Iha³

2013

Applications of Calorimetry in a Wide Context - Differential Scanning Calorimetry, Isothermal Titration Calorimetry and Microca

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“…Pode-se destacar que a formulação de propelente promove uma baixa liberação de energia em relação, por exemplo, às formulações tradicionais de propelentes sólidos, como o representado pelo polibutadieno líquido hidroxilado (PBLH) carregado com perclorato de amônio 13 (AP), que chega a 497 J g -1 . Por fim, o modelo cinético de Flynn, Wall e Ozawa 7 apresentou boa aplicabilidade para obtenção dos parâmetros cinéticos de decomposição térmica da formulação de propelente abordada no presente trabalho.…”

Section: Conclusãounclassified

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

Andrade¹,

Frutuoso²,

Iha³

et al. 2008

Quím. Nova

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Recebido em 15/2/07; aceito em 17/8/07; publicado na web em 19/12/07 STUDY OF THERMAL DECOMPOSITION OF A SMOKELESS PROPELLANT. The thermal decomposition of hydroxylterminated polybutadiene (HTPB)/ammonium nitrate (AN) based propellants, so called smokeless formulations, and raw materials were investigated by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TG). The thermoanalytical profile of different components and of propellant were evaluated and the Arrhenius parameters for the thermal decomposition of the propellant sample were determined by the Ozawa method. The kinetic parameters of the thermal decomposition of propellant samples were determined by DSC measurements. The values obtained for activation energy (E a ) and pre-exponential factor were 163 kJ mol -1 and 1.94x10 6 min -1 .Keywords: thermal analysis; smokeless; solid propellants. INTRODUÇÃOSistemas de propulsão aeroespacial que utilizam propelente sólido do tipo compósito 1 tendem a gerar compostos clorados e alumina, como resultado de seu processo de queima na câmara de combustão do motor-foguete. Estes compostos, quando liberados ao meio ambiente, tendem a deixar um rastro de fumaça que pode ser detectada por técnicas como infravermelho (IR) denunciando, assim, a posição de lançamento do artefato além de sua trajetória 2 . Conseqüentemente, a fração de alumínio metálico empregado nas formulações de propelentes compósitos do tipo "smokeless" não deve ser superior a 2% em massa. Entretanto, esta limitação no percentual de alumínio ocasiona o surgimento de fenômenos de instabilidade de queima, além de uma diminuição do impulso especí-fico (Isp), principal parâmetro balístico para formulações de propelentes. 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). Este estudo visou avaliar os fenômenos que ocorrem durante a queima, para obter uma orientação em relação ao potencial de aplicação da formulação do compósito considerado. Foram gerados, ainda, os parâmetros cinéticos de decomposição térmica da formulação de propelente adotada, utilizandose o modelo cinético de Flynn, Wall e Ozawa 6 . Modelo cinético de Flynn, Wall e OzawaO 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" re...

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“…The activation energy of energetic materials has been calculated before by Ozawa and Kissinger methods in double base propellants [17] and AP solid propellants [18]. The reported activation energy for low temperature AP decomposition is ranging from 80 to 115 kJ/mol, and those for high temperature decomposition between 150 and 260 kJ/mol.…”

Section: Thermal Decomposition Of Apmentioning

confidence: 99%

The Thermal Decomposition of Ammonium Perchlorate-Aluminum Propellants in Presence of Metallic Zinc Particles

Rodríguez-Pesina¹,

García-Domínguez²,

García-Hernández³

et al. 2017

MSA

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The thermal decomposition of ammonium perchlorate (AP) with Al and Zn metallic particles was studied at different heating rates in dry air atmosphere and the combustion behavior of AP/Al/Zn propellant was evaluated. The exothermic reaction kinetics was studied by differential thermal analysis (DTA) in non-isothermal conditions and compare with the thermal decomposition of pure AP and AP/aluminum particles analyzed in the same experimental conditions. The Arrhenius parameters were estimated according to the Ozawa and Kissinger methods. The calculated activation energies for the low and high temperature exothermic reactions were 91 and 229 kJ/mol for pure AP, 90 and 112 kJ/mol for 80 wt% AP/20 wt% Al particles. When zinc was incorporated, activation energy of 56 kJ/mol was determined for the only exothermic peak observed for 90 wt% AP/10 wt% Zn and 44 kJ/mol for 78.4 wt% AP/19.6 wt% Al/2 wt% Zn propellant composition.

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Thermal degradation of a composite solid propellant examined by DSC

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Thermal Decomposition Kinetics of Aged Solid Propellant Based on Ammonium Perchlorate – AP/HTPB Binder

Thermal Decomposition Kinetics of Aged Solid Propellant Based on Ammonium Perchlorate – AP/HTPB Binder

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

The Thermal Decomposition of Ammonium Perchlorate-Aluminum Propellants in Presence of Metallic Zinc Particles

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