Polimeri e plastificanti

polimeri

I polimeri svolgono un ruolo importante di legante nei propellenti solidi e negli esplosivi plastici. Carburante, materiale ad alta energia o esplosivo viene disperso in una matrice polimerica, che lega insieme tutti gli ingredienti. Il gruppo più popolare di polimeri sono i leganti poliuretanici, che si basano sul prepolimero HTPB o sui suoi derivati. Il processo di produzione del propellente solido comprende la miscelazione di materiale energetico con prepolimero, agente reticolante e additivi come plastificanti, colata della miscela in uno stampo e reticolazione del prepolimero. Le proprietà fisico-chimiche desiderate del prodotto possono essere ottimizzate mediante un'attenta scelta degli ingredienti.

NHTPB
NHTPB è un derivato di HTPB che contiene gruppi di nitrati ad alta energia nella sua struttura. Vantaggi: – La bassa viscosità dell'NHTPB lo rende un buon legante ad alta energia che, rispetto all'HTPB, permette l'introduzione di più solidi e una migliore miscibilità con altri ingredienti. – i propellenti contenenti NHTPB sono circa 3-5% più alti in energia di HTPB – NHTPB aumenta la temperatura di decomposizione del propellente – piccola aggiunta di NHTPB a HTPB, circa 2%, consente di migliorare le proprietà balistiche e di aumentare l'energia
Entalpia di formazione	-442 kcal/mol
temperatura di decomposizione	206°C
Temperatura di transizione del vetro	-58°C
Densità	1,2 g/cm³

Nitro HTPB
Nitro-HTPB è un derivato di HTPB che contiene gruppi nitro ad alta energia nella sua struttura. Vantaggi: – maggiore energia del polimero rispetto a HTPB – migliore miscibilità con plastificanti energetici – buone proprietà meccaniche – maggiore stabilità termica rispetto a NHTPB
Entalpia di formazione	Nessun dato
temperatura di decomposizione	Nessun dato
Temperatura di transizione del vetro	-64°C
Densità	1,25 g/cm3

SPACCO
La glicidilpoliazide è un polimero energetico che contiene nella sua struttura gruppi azidici. Viene utilizzato per aumentare il potere calorifico dei combustibili solidi. Vantaggi: – bassa sensibilità agli stimoli termici e meccanici – alto contenuto energetico – bassa temperatura di transizione vetrosa – bassa viscosità e alta densità rispetto ad altri leganti – elevata compatibilità con vari ossidanti
Entalpia di formazione	27,86 kcal/mol
temperatura di decomposizione	224°C
Temperatura di transizione del vetro	-121°C
Densità	1,29 g/cm³

Copolimeri a blocchi GAP – PB – GAP

I copolimeri a blocchi GAP – PB – GAP combinano i vantaggi di HTPB e GAP, fornendo un compromesso tra le proprietà meccaniche e l'energia del legante nei combustibili solidi.

Vantaggi:

– Il segmento in gomma HTPB migliora le proprietà a bassa temperatura di GAP

– lavorazione più semplice del copolimero rispetto a GAP

– Il segmento GAP nel copolimero aumenta il contenuto energetico del legante

– proprietà meccaniche migliorate

Plastificanti

I plastificanti sono sostanze chimiche che vengono aggiunte ai polimeri e alla gomma per diminuire la viscosità, l'attrito e migliorare le proprietà meccaniche per quanto riguarda la plasticità. Vengono spesso applicati per ammorbidire materiali duri e fragili o per facilitare la lavorabilità del materiale. Tipicamente un plastificante è un liquido di bassa volatilità e alto punto di ebollizione.

I plastificanti sono ingredienti importanti nei propellenti solidi e negli esplosivi plastici, dove svolgono un duplice ruolo. La lavorabilità della miscela polimerica è facilitata, a causa della diminuzione della viscosità e le proprietà meccaniche sono migliorate per quanto riguarda il cambiamento della temperatura di transizione vetrosa e la riduzione della resistenza alla trazione. Questi aspetti consentono di fornire proprietà ottimali adatte allo stoccaggio, all'applicazione e al trasporto del prodotto finale.

Diottil adipato
Il diottil adipato è un plastificante applicato in molti settori dell'industria. È uno dei plastificanti più comuni utilizzati nella produzione di propellenti solidi. Le sue vantaggiose proprietà consentono di migliorare la processabilità e il pot life dei propellenti a base di HTPB oltre ad assicurare buone proprietà meccaniche del prodotto. Il diottil adipato è compatibile con molte gomme sintetiche e mostra una buona stabilità termica.
Formula molecolare
Peso molecolare	370,6 g/mol
Numero CAS	123-79-5
Apparire	Liquido oleoso e incolore
Densità	0,9268 g/cm³
Viscosità	13,7 cps
Punto di ebollizione	417°C
Pressione del vapore	2,4 mmHg
punto d'infiammabilità	204,4°C
Indice di rifrazione	1.4474
Solubilità dell'acqua	no
Solubile in	alcoli, etere, acetone, la maggior parte dei solventi organici

isodecil pelargonato
L'isodecil pelargonato è considerato uno dei migliori plastificanti nei propellenti solidi a base di HTPB. Presenta una viscosità notevolmente bassa ed è adatto per l'uso a basse temperature. L'applicazione di isodecil pelargonato migliora significativamente la lavorabilità delle miscele HTPB.
Formula molecolare
Peso molecolare	298,5 g/mol
Numero CAS	109-32-0
Apparire	Liquido giallo chiaro
Densità	0,862 g/cm³
Viscosità	6.2 cps
Punto di ebollizione	340°C
Pressione del vapore	n / A
punto d'infiammabilità	172°C
Indice di rifrazione	1.4406
Solubilità dell'acqua	trascurabile

Dietil ftalato
Il dietil ftalato è un plastificante comune utilizzato in un'ampia gamma di applicazioni tra cui plastica, lacche, agenti di rivestimento in gomma e propellenti per razzi solidi.
Formula molecolare
Peso molecolare	222,24 g/mol
Numero CAS	84-66-2
Apparire	Liquido incolore e oleoso
Densità	1,11 g/cm³
Viscosità	11 cps
Punto di ebollizione	295°C
Pressione del vapore	0,002 mmHg (25°C)
punto d'infiammabilità	161,1°C
Indice di rifrazione	1.5000
Solubilità dell'acqua	1,08 g/l

Dibutilftalato
Il dibutilftalato è un plastificante utilizzato in resine e polimeri, in particolare PVC, nonché in inchiostri da stampa, adesivi, rivestimenti, lubrificanti, antischiuma e propellenti solidi.
Formula molecolare
Peso molecolare	278 g/mol
Numero CAS	84-74-2
Apparire	Liquido incolore e oleoso
Densità	1,05 g/cm³
Viscosità	18,8 cP
Punto di ebollizione	340°C
Pressione del vapore	0,00007 mmHg (20 °C)
punto d'infiammabilità	157°C
Indice di rifrazione	1,4900
Solubilità dell'acqua	13,5 mg/L

Diottil Sebacato
Dioctyl sebacate è un plastificante, che mostra un'eccellente flessibilità a bassa temperatura, un'elevata efficienza plastificante e resistenza all'estrazione da parte dell'acqua. Viene utilizzato applicato per ammorbidire PVC, polistirolo, gomme sintetiche nonché ingrediente di miscele di propellenti solidi, che abbassa la Tg del prodotto e migliora le proprietà meccaniche a bassa temperatura.
Formula molecolare
Peso molecolare	427 g/mol
Numero CAS	122-62-3
Apparire	Liquido incolore e oleoso
Densità	0,9 g/cm³
Viscosità	23 cP
Punto di ebollizione	256°C
Pressione del vapore	0,000024 Pa a 37 °C
punto d'infiammabilità	210°C
Indice di rifrazione	1,4400
Solubilità dell'acqua	nessuno