Resumen

El objetivo de este trabajo fue determinar el coeficiente de difusión (D) del plastificante azelato de dioctilo (DOZ) para muestras que contienen las interfaces de caucho, revestimiento y propelente compuesto sólido a base de polibutadieno hidroxil-terminado (HTPB). Las muestras utilizadas en el estudio de difusión se envejecieron hasta 31 días después del periodo de curado a 80 °C. Se desarrolló un programa informático que implementaba un modelo matemático de la segunda ley de difusión de Fick para calcular el coeficiente de difusión a partir de los datos de concentración obtenidos de los análisis cromatográficos de gases. También se investigaron los efectos del fenómeno de difusión mediante las técnicas de dureza Shore A y de microscopio electrónico de barrido (SEM). Estos análisis se realizaron con muestras envejecidas a temperatura ambiente y a 80 °C. Los resultados de dureza mostraron una tendencia creciente para las muestras envejecidas a temperatura ambiente; sin embargo, en las pruebas realizadas a 80 °C mostraron la tendencia contraria. Los análisis SEM detectaron cambios significativos en la morfología superficial del propulsante para ambas temperaturas de envejecimiento.

INTRODUCCIÓN

El motor cohete es un dispositivo compuesto por una cámara de combustión cargada con propulsante compuesto sólido. Una cámara extrema contiene un sistema de ignición y la otra, una tobera que expulsa los gases calientes de la combustión. La pared interna de esta cámara está recubierta de una capa de caucho aislante que protege el recipiente contra la alta temperatura de la combustión. Para adherir el propulsante a la capa de caucho se utiliza un revestimiento adhesivo.

El propulsante compuesto basado en el aglutinante de polibutadieno suele contener aproximadamente un 80 % en peso de sólidos de perclorato de amonio (AP) y polvo de aluminio (Al), 15 % en peso de polibutadieno hidroxilado (HTPB) y cinco por ciento en peso de aditivos, de los cuales el plastificante representa hasta un 60 % en peso.

La matriz polimérica se obtiene por reacción del polibutadieno con terminación hidroxilo con el grupo isocianato (NCO) del agente de curado diisocianato de isoforona (IPDI). El poliuretano formado une los ingredientes del propelente y también actúa como combustible. Las propiedades mecánicas del propulsante sólido vienen determinadas por el grado de reticulación de esta matriz, que se controla mediante la relación NCO/OH (valor R). El plastificante se utiliza como aditivo para aumentar la flexibilidad, suavidad y manejabilidad del propulsor. Este agente es responsable de la reducción de la resistencia a la tracción y del módulo elástico del material. La adición de plastificante a la composición del propulsor proporciona propiedades adecuadas para el almacenamiento y transporte.

• Materias:Polibutenos Plastificantes
• Subjects:Polybutenes Plasticizers
• Palabras claves:Difusión; Propelente sólido; Dureza; SEM (Microscopía Electrónica de Barrido); Plastificante; HTPB (Polibutadieno con terminación hidroxilo)
• Keywords:Diffusion; Solid propellant; Hardness; SEM (Scanning Electron Microscopy); Plasticizer; HTPB (Hydroxyl-terminated polybutadiene)