Estudo de modificadores balísticos na formulação de propelentes base dupla visando à otimização de sua velocidade de queima

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2014
Autor(a) principal: Gabriel, Vladimir Hallak
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97137/tde-30042014-094502/
Resumo: Propelentes sólidos são materiais energéticos que produzem gases em alta pressão por meio de uma reação de combustão. Qualquer propelente sólido inclui dois ou mais dos seguintes componentes: oxidante (nitratos e percloratos); combustível (resinas orgânicas ou polímeros); compostos químicos combinando oxidantes e combustíveis (nitrocelulose ou nitroglicerina); aditivos para facilitar processos de produção ou alterar a taxa de queima e inibidores (fita de etilcelulose), para restringir superfícies de combustão. Pequenas percentagens de aditivos são usadas para modificar diversas propriedades mecânicas, químicas e balísticas dos propelentes sólidos: acelerar ou desacelerar a velocidade de combustão (catalisadores e inibidores de combustão, respectivamente); assegurar a estabilidade química para prevenir a deterioração durante a estocagem; controlar as propriedades de processamento durante a produção de propelente (tempo de cura, fluidez para extrusão ou moldagem, etc.); controlar as propriedades de absorção de radiação no propelente em combustão; aumentar a resistência mecânica e diminuir a deformação elástica; e, finalmente, minimizar a sensibilidade térmica. No caso de propelentes sólidos Base Dupla (mistura de duas bases ativas: a nitrocelulose e a nitroglicerina), é possível alterar sua velocidade de queima principalmente pelo emprego de pequenos teores de modificadores balísticos, em geral sais orgânicos de cobre e chumbo. Neste trabalho, estudou-se a aceleração da velocidade de queima de uma formulação conhecida de propelente Base Dupla - BD, alterando o teor total dos modificadores balísticos cromato de cobre e estearato de chumbo (ou plastabil - nome comercial) na receita original, bem como a proporção entre eles. Estas alterações na formulação original devem, idealmente, preservar os parâmetros de desempenho estabelecidos para as propriedades químicas (estabilidade química) e mecânicas (densidade da massa e ensaios de tração), ao mesmo tempo otimizando o desempenho balístico, pelo aumento da velocidade de queima. Os resultados experimentais mostram que para os parâmetros de qualidade elongação e velocidade de queima a interação entre os fatores, Proporção Sal de Chumbo/Sal de Cobre (Fator A) e Teor de Modificadores Balísticos (Fator B) foram significativos, ou seja, quanto maior os fatores pior o resultado com as propriedades. Com os parâmetros de resistência a tração e densidade da massa, o fator A e B respectivamente influenciam negativamente quando aumentado em sua concentração. Para o parâmetro estabilidade química não houve nenhum sinal de melhora ou influencia dos fatores. No caso da velocidade de queima a interação AB é o que mais influencia. Melhorando significativamente a velocidade de queima.