Polimery
Polimery pełnią ważną rolę spoiwa w stałych materiałach wybuchowych miotających i plastycznych. Paliwo, wysokoenergetyczny lub wybuchowy materiał jest rozproszony w polimerowej matrycy, która wiąże wszystkie składniki razem. Najpopularniejszą grupą polimerów są spoiwa poliuretanowe, których podstawą jest prepolimer HTPB lub jego pochodne. Proces produkcji paliwa stałego obejmuje mieszanie materiału energetycznego z prepolimerem, środkiem sieciującym oraz dodatkami takimi jak plastyfikatory, odlewanie mieszanki do formy oraz sieciowanie prepolimeru. Pożądane właściwości fizykochemiczne produktu można zoptymalizować poprzez staranny dobór składników.
| NHTPB | |
| NHTPB jest pochodną HTPB, która zawiera w swojej strukturze wysokoenergetyczne grupy azotanowe.
Zalety: – Niska lepkość NHTPB sprawia, że jest to dobre wysokoenergetyczne spoiwo, które w porównaniu z HTPB pozwala na wprowadzenie większej ilości ciał stałych i lepszą mieszalność z innymi składnikami. – propelenty zawierające NHTPB mają o 3-5% wyższą energię niż HTPB – NHTPB zwiększa temperaturę rozkładu propelentu – niewielki dodatek NHTPB do HTPB, około 2%, pozwala poprawić właściwości balistyczne i zwiększyć energię |
|
| Entalpia formacji | -442 kcal/mol |
| temperatura rozkładu | 206°C |
| Temperatura zeszklenia | -58°C |
| Gęstość | 1,2 g/cm3 |
| Nitro HTPB | |
| Nitro-HTPB jest pochodną HTPB, która zawiera w swojej strukturze wysokoenergetyczne grupy nitrowe.
Zalety: – wyższa energia polimeru w porównaniu do HTPB – lepsza mieszalność z plastyfikatorami energetycznymi – dobre właściwości mechaniczne – wyższa stabilność termiczna w porównaniu do NHTPB |
|
| Entalpia formacji | Brak danych |
| temperatura rozkładu | Brak danych |
| Temperatura zeszklenia | -64°C |
| Gęstość | 1,25 g/cm3 |
| GAP | |
| Poliazyd glicydylowy jest polimerem energetycznym zawierającym w swojej strukturze grupy azydkowe. Służy do podniesienia kaloryczności paliw stałych.
Zalety: – niska wrażliwość na bodźce termiczne i mechaniczne – wysoka zawartość energetyczna – niska temperatura zeszklenia – niska lepkość i duża gęstość w porównaniu do innych spoiw – wysoka kompatybilność z różnymi utleniaczami |
|
| Entalpia formacji | 27,86 kcal/mol |
| temperatura rozkładu | 224°C |
| Temperatura zeszklenia | -121°C |
| Gęstość | 1,29 g/cm3 |
| Kopolimery blokowe GAP – PB – GAP |
| Kopolimery blokowe GAP – PB – GAP łączą zalety HTPB i GAP, zapewniając kompromis pomiędzy właściwościami mechanicznymi a energetyką spoiwa w paliwach stałych.
Zalety: – Gumowy segment HTPB poprawia właściwości niskotemperaturowe GAP – łatwiejsza obróbka kopolimeru w porównaniu do GAP – segment GAP w kopolimerze zwiększa wartość energetyczną spoiwa – ulepszone właściwości mechaniczne |
Plastyfikatory
Plastyfikatory to chemikalia dodawane do polimerów i gumy w celu zmniejszenia lepkości, tarcia oraz poprawy właściwości mechanicznych w zakresie plastyczności. Często stosuje się je w celu zmiękczenia twardych i kruchych materiałów lub ułatwienia przetwarzania materiału. Zazwyczaj plastyfikator jest cieczą o niskiej lotności i wysokiej temperaturze wrzenia.
Plastyfikatory są ważnymi składnikami paliw stałych i materiałów wybuchowych z tworzyw sztucznych, w których odgrywają podwójną rolę. Przetwarzalność mieszanki polimerowej jest ułatwiona dzięki zmniejszeniu lepkości oraz poprawie właściwości mechanicznych ze względu na zmianę temperatury zeszklenia i zmniejszenie wytrzymałości na rozciąganie. Aspekty te pozwalają zapewnić optymalne właściwości odpowiednie do przechowywania, aplikacji i transportu produktu końcowego.
| Adypinian dioktylu | |
| Adypinian dioktylu jest plastyfikatorem stosowanym w wielu dziedzinach przemysłu. Jest jednym z najpopularniejszych plastyfikatorów stosowanych w produkcji paliw stałych. Jego korzystne właściwości pozwalają poprawić przetwarzalność i żywotność propelentów na bazie HTPB oraz zapewniają dobre właściwości mechaniczne produktu. Adypinian dioktylu jest kompatybilny z wieloma kauczukami syntetycznymi i wykazuje dobrą stabilność termiczną. | |
| Formuła molekularna | |
| Waga molekularna | 370,6 g/mol |
| Nr CAS | 123-79-5 |
| Pojawić się | Tłusta, bezbarwna ciecz |
| Gęstość | 0,9268 g/cm3 |
| Lepkość | 13,7 znaków na sekundę |
| Temperatura wrzenia | 417°C |
| Ciśnienie pary | 2,4 mmHg |
| Temperatura zapłonu | 204,4°C |
| Współczynnik załamania światła | 1.4474 |
| Rozpuszczalność w wodzie | nie |
| Rozpuszczalny w | alkohole, eter, aceton, większość rozpuszczalników organicznych |
| Pelargonian izodecylu | |
| Pelargonian izodecylu jest uważany za jeden z najlepszych plastyfikatorów w paliwach stałych na bazie HTPB. Wykazuje wyjątkowo niską lepkość i nadaje się do stosowania w niskich temperaturach. Zastosowanie pelargonianu izodecylu znacząco poprawia przetwarzalność mieszanek HTPB. | |
| Formuła molekularna | |
| Waga molekularna | 298,5 g/mol |
| Nr CAS | 109-32-0 |
| Pojawić się | Jasnożółta ciecz |
| Gęstość | 0,862 g/cm3 |
| Lepkość | 6,2 znaków na sekundę |
| Temperatura wrzenia | 340°C |
| Ciśnienie pary | nie dotyczy |
| Temperatura zapłonu | 172°C |
| Współczynnik załamania światła | 1.4406 |
| Rozpuszczalność w wodzie | nieistotny |
| Ftalan dietylu | |
| Ftalan dietylu jest powszechnie stosowanym plastyfikatorem stosowanym w szerokim zakresie zastosowań, w tym w tworzywach sztucznych, lakierach, gumowych środkach powlekających i stałych paliwach rakietowych. | |
| Formuła molekularna | |
| Waga molekularna | 222,24 g/mol |
| Nr CAS | 84-66-2 |
| Pojawić się | Bezbarwna, oleista ciecz |
| Gęstość | 1,11 g/cm3 |
| Lepkość | 11 znaków na sekundę |
| Temperatura wrzenia | 295°C |
| Ciśnienie pary | 0,002 mmHg (25°C) |
| Temperatura zapłonu | 161,1°C |
| Współczynnik załamania światła | 1.5000 |
| Rozpuszczalność w wodzie | 1,08 g/L |
| Ftalan dibutylu | |
| Ftalan dibutylu jest plastyfikatorem stosowanym w żywicach i polimerach – zwłaszcza PVC, a także w farbach drukarskich, klejach, powłokach, smarach, środkach przeciwpieniących i stałych propelentach. | |
| Formuła molekularna | |
| Waga molekularna | 278 g/mol |
| Nr CAS | 84-74-2 |
| Pojawić się | Bezbarwna, oleista ciecz |
| Gęstość | 1,05 g/cm3 |
| Lepkość | 18,8 cP |
| Temperatura wrzenia | 340°C |
| Ciśnienie pary | 0,00007 mmHg (20 °C) |
| Temperatura zapłonu | 157°C |
| Współczynnik załamania światła | 1,4900 |
| Rozpuszczalność w wodzie | 13,5 mg/l |
| Sebacynian dioktylu | |
| Sebacynian dioktylu jest plastyfikatorem, który wykazuje doskonałą elastyczność w niskich temperaturach, wysoką wydajność plastyfikującą oraz odporność na ekstrakcję wodą. Stosowany jest do zmiękczania PVC, polistyrenu, kauczuków syntetycznych oraz jako składnik stałych mieszanek paliwowych, który obniża Tg produktu i poprawia właściwości mechaniczne w niskiej temperaturze. | |
| Formuła molekularna | |
| Waga molekularna | 427 g/mol |
| Nr CAS | 122-62-3 |
| Pojawić się | Bezbarwna, oleista ciecz |
| Gęstość | 0,9 g/cm3 |
| Lepkość | 23 cP |
| Temperatura wrzenia | 256°C |
| Ciśnienie pary | 0,000024 Pa w 37 °C |
| Temperatura zapłonu | 210°C |
| Współczynnik załamania światła | 1,4400 |
| Rozpuszczalność w wodzie | Żaden |