نوع مقاله : علمی- ترویجی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده شیمی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر ، تهران، ایران

2 دانشجوی دکتری ، دانشکده شیمی ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد رشت، رشت ، ایران

3 کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز ، ایران

4 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

پیشرانه‌های جامد مرکب به علت برخورداری از مزایایی همچون دانسیتة بالا، ایمپالس ویژة بالا و امکان تولید گرین‌های بزرگ، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع موشکی دارند. این پیشرانه‌ها از سه جزء اصلی اکسیدکننده، سوخت و پیونددهنده تشکیل شده‌اند. در سال‌های اخیر، رزین پلی بوتادی ان با گروه انتهایی هیدروکسیل (HTPB) با توجه به خواص مکانیکی مناسب و امکان بارگذاری بار جامد بالا (88 تا 90 درصد بار جامد شامل Al و AP) بیشتر در این پیشرانه‌ها مورد استفاده قرار گرفته است. داشتن خواص مکانیکی مناسب یکی از مهمترین پارامترها جهت عملکرد مناسب موتور می‌باشد. در این تحقیق، ضمن بررسی تأثیر زنجیر گستران T313 و عامل پیوندی MAPO بر خواص مکانیکی سوخت، ضرورت وجود این ماده در فرمولاسیون سوخت و دلایل استفاده همزمان MAPO و T313 مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. جهت ارزیابی این موضوع، فرمولاسیون‌هایی از پیشرانه با درصدهای مختلف MAPO و T313 ساخته شده و عمر کاربری، خواص مکانیکی و دانسیتة نمونه‌ها مورد بحث و بررسی قرار گرفته‌اند. با توجه به نتایج حاصل شده، می‌توان نتیجه گرفت که اولاً میزان MAPO و T313 بایستی در مقدار بهینه استفاده شود و ثانیاً این ترکیبات تأثیر زیادی بر خواص رئولوژی و مکانیکی ایفا می‌نمایند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of MAPO and T313 on the Rheological and Mechanical Properties of Composite Solid Propellant Based on HTPB

نویسندگان [English]

  • Seyed Amanollah Mousavi Nodoushan 1
  • Yahya Ebrahim abadi 2
  • Navab Fathi 3
  • Hamed Sheikh hasani 4

1 Ph.D Student, Department of Chemistry. Malek-Ashtar University of Technology .Tehran.Iran

2 PH. D Student. Department of Chemistry. Islamic Azad University , Rasht Branch.Rasht.Iran

3 M.Sc., Department of Chemical Engineering .Tabriz University Tabriz.Iran.

4 M.Sc., Department of Chemica Engineering Tarbiat Modares University.Tehran .Iran

چکیده [English]

Composite solid propellants have found wide spread applications in missile industries, such as high density, high specific impulse, and possibility of producing large scale grains. These solid propellants consist of three main chemical ingredients, including oxidizer, fuel, and binder. Recently ,Hydroxyethyl Terminal Poly-Butadiene (HTPB) has been used abundantly for these propellants due to its good mechanical properties and ability to high solid loading (88 to 90% of solid loading, including Al and AP). The mechanical properties of solid rocket propellants are crucial for proper functioning of rocket engines. In this study, the effect of T313 (chain extender) and MAPO (bonding agent) on mechanical properties of propellant is investigated. In addition tothe necessity of these substances in the propellant, the formulation and the reasons for utilizing MAPO and T313 are discussed. Different compositions havebeen prepared by incorporating different percents of MAPO and T313 for evaluation. Also, their effects on pot life, mechanical properties, and density are studied. Based on the results, the amount of MAPO and T313 should be used in optimum amount and these compounds have great influence on the rheological and mechanical properties.

کلیدواژه‌ها [English]

  • MAPO
  • T313
  • Bonding Agent
  • Composite Solid Propellant
[1]   Sutton, G.P. and Biblarz, O., Rocket Propulsion Elements, John Wiley & Sons, New York, USA, 1978.
[2] Agrawal, J.P., High Energy Materials: Propellants, Explosives and Pyrotechnics, John Wiley & Sons, Weinheim, Germany, 2010.
[3]   Badgujar, D., Talawar, M., Asthana, S., and Mahulikar, P., "Advances in Science and Technology of Modern Energetic Materials: An Overview", J. Hazard Mater, Vol. 151, No. 2-3, pp. 289–305, 2008.
[4]   Yarmohammadi, M., Komeili, S., and Shahidzadeh, M. “Studying Crosslinker Chemical Structure Effect on theTuning Properties of HTPB-Based Polyurethane,"Propellants Explos Pyrotech, Vol. 43, No. 2, pp. 156–161, 2018.
[5]   Ang, H. and Pisharath, S., Energetic Polymers: Binders and Plasticizers for Enhancing Performance, John Wiley & Sons, Weinheim, Germany, 2012.
[6]   Ionescu, M., Chemistry and Technology of Polyols for Polyurethanes, Ismithers Rapra Publishing, Shropshire, UK, 2005.
[7]   Ahmad, N., Khan, M., Ma, X., and Haq, N. "The Influence of Cross-Linking/Chain Extension Structures on Mechanical Properties of HTPB-based Polyurethane Elastomers,"Arab J. Sci. Eng., Vol. 39, No. 1, pp. 43–51, 2014.
[8]   Kordani, N., Adibipour, R., Vanini, A., and Zare, A.,"Theoretical Models and Experimental Study on Mechanical Properties of Reinforced Polymer Matrix Using Different Kinds of Carbon Nanotubes", Polym. Polym. Compos., Vol. 23, No. 4, pp. 251–260, 2015.
[9]   Oliveira, J., Pires, D., Diniz, M.,  Siqueira, J., Mattos, E.,  Rezende, L., Iha, K., and Dutra, R.,"Determination of Primary Amine Content in Bonding Agent Used in Composite Solid Propellants", Propellants Explos Pyrotech, Vol. 39, No. 4, pp. 538–544, 2014.
[10] Jain, S., "Solid Propellant Binders", J. Sci. Ind. Res., Vol. 61, No. 11, pp. 899–911, 2002.
[11] Davenas, A., Solid Rocket Propulsion Technology, Newnes, Boston, USA, 2012.
[12] Akhavan, J., The Chemistry of Explosives, Royal Society of Chemistry, UK , 2011.