Análise térmica aplicada ao estudo de materiais energéticos

Andrade, Jony; Iha, Koshun; Rocco, José Atílio Fritz Fidel; Bezerra, Eduardo Marcelo; Suárez-Iha, Maria Encarnación Vázquez; Pinheiro, Glaci Ferreira Martins

doi:10.1590/s0100-40422007000400034

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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: 84%

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

Rocco¹,

Iha²,

Silva³

et al. 2008

44th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference &Amp;amp; Exhibit

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Section: Discussionsupporting

confidence: 84%

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

Rocco¹,

Iha²,

Silva³

et al. 2008

44th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference &Amp;amp; Exhibit

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“…Em relação à curva analítica obtida para a quantificação de DPA no propelente, a avaliação da linearidade dos pontos obtidos foi realizada utilizando-se o teste da razão entre o sinal (S) e a concentração (Q), definida pela Equação 15 (1) onde (S / Q)% é o percentual de desvio do ponto em relação à …”

Section: Resultsunclassified

Tempo de vida útil de propelentes base-simples

et al. 2008

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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...

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“…27 Para isso, empregou-se o analisador térmico TA2100 da TA Instruments, módulo DSC-Q910. As corridas foram realizadas com cerca de 10-20 mg de massa de amostra para a determinação da T g em função de uma razão programada de aquecimento sob atmosfera de nitrogênio seco, na vazão de 50 mL/min.…”

Section: Determinação Da Temperatura De Transição Vítrea (T G ) Por Dunclassified

Síntese de poliuretanos modificados por óleo de mamona empregados em materiais energéticos

Rocha¹,

Lima²,

Gomes³

et al. 2013

Quím. Nova

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Recebido em 8/8/12; aceito em 7/1/13; publicado na web em 21/3/13 SYNTHESIS OF MODIFIED POLYURETHANES BASED ON CASTOR OIL EMPLOYED IN ENERGETIC MATERIALS. The aim of this work was to synthesize a polyurethane polymer matrix using castor oil as a polymer chain modifier, whose characteristics can be adjusted for use as a binder in the manufacture of energetic materials such as propellant and pyrotechnics for aerospace use. We attempted the partial substitution of hydroxyl-terminated polybutadiene (HTPB), a pre-polymer commonly used as a starting polyol in obtaining energetic matrix composites. Thermoanalytical techniques were employed to characterize the material based on castor oil and the unmodified HTPB. The results showed similar behaviors, confirming the possibility of their use as polymer matrix composites through the proposed adaptations.Keywords: hidroxyl terminated polybutadiene; castor oil; energetic materials. INTRODUÇÃOUm grão propelente sólido empregado em motores-foguete deve apresentar características balísticas adequadas e comportamento mecânico pré-definido em projeto, o que impõe o emprego de matérias--primas e processos de fabricação específicos para a formulação do combustível em função do projeto do motor.As formulações de propelentes e combustíveis sólidos do tipo compósito caracterizam-se como elastômeros altamente carregados, aglomerados por um binder polimérico. 1 O binder, ou matriz elastomérica, é a fase contínua que aglomera as partículas sólidas de metal combustível e oxidante. Além disso, fornece as propriedades mecâ-nicas adequadas para que o grão resultante seja capaz de resistir às solicitações mecânicas e térmicas durante as fases de vôo, transporte, manuseio e combustão. É importante o binder apresentar afinidade com as partes constituintes do motor-foguete, tais como proteção térmica e os componentes metálicos. 2 Para a obtenção do binder, utiliza-se o poliol, que é uma resina de alta massa molar. Atualmente, o principal poliol (ou pré--polímero) de partida usado na obtenção da matriz polimérica de combustíveis e propelentes sólidos de motores-foguete e artefatos militares 2 é o polibutadieno líquido hidroxilado (PBLH), cuja fórmula estrutural é (CH 2 -CH=CH-CH 2 -CH 2 ) n (OH) 2 . Esse poliol possui a característica de suportar altos carregamentos de materiais particulados sem alterar significativamente suas propriedades mecânicas originais. Além disso, o elastômero nele baseado apresenta T g igual a -55 ºC, 3,4 compatível com as condições de operação às quais o grão pode vir a encontrar durante a trajetória do vôo de motores propulsores.No Brasil, resinas do tipo PBLH eram produzidas pela Petroflex S/A sob as marcas Liquiflex, Liquiflex H e Liquiflex P. O tipo utilizado para aplicações em propelentes e combustíveis sólidos era o Liquiflex H, devido ao seu maior teor de hidroxila, o que possibilita o aumento de ligações cruzadas por exigir uma maior quantidade de diisocianato. Porém, a produção de PBLH no Brasil foi descontinuada, tornando necessária a síntese de um poliol alte...

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Análise térmica aplicada ao estudo de materiais energéticos

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

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Tempo de vida útil de propelentes base-simples

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