اثر عامل پخت، دما و كنشيار بر خواص فيزيكي-مكانيكي ماده مركب بسيار پرشده بر پايه HTPB

Effect of Curing Agent, Temperature, and Catalyst on Physical-Mechanical Properties of HTPB-Based Highly-filled Composite

با توجه به پژوهش هاي انجام‌شده روي رفتار شيمي-رئولوژيكي ماده مركب پرانرژي، دوغاب ماده مركب پرانرژي بر‌پايه HTPB بايد در پايان اختلاط داراي گرانروي مناسبي جهت سهولت ريخته‌گري باشد. به‌عبارت‌ديگر بازه زماني موجود براي ريخته گري ماده مركب پرانرژي پس از افزودن عامل پخت را عمركاربري گويند. عمركاربري طولاني براي سيستم محمل HTPB به‌منظور سهولت فرآيند پذيري و توليد توده ماده مركب پرانرژي بدون نقص ضروري مي باشد. در كنار عمركاربري بالا بايستي به خواص فيزيكي-مكانيكي ماده مركب پرانرژي بر‌پايه HTPB نيز توجه كرد. در پژوهش حاضر اثر نوع (ساختار) عامل پخت، دماي ريخته‌گري و مقدار كنشيار پخت DBTDL، بر رفتار شيمي-رئولوژيكي سيستم محمل و خواص فيزيكي-مكانيكي مواد مركب پرانرژي بر پايه HTPB مورد بررسي قرار گرفت. سه نوع عامل پخت TDI، IPDI و HDI انتخاب شدند تا اثر ساختار مولكولي بر عمركاربري سيستم محمل و دوغاب آن و همچنين بر خواص مكانيكي مواد مركب پرانرژي بررسي شود. همچنين، دماهاي ˚C 40، 50 و 60 جهت بررسي اثر دماي ريخته‌گري بر رفتار شيمي-رئولوژيكي در نظر گرفته شدند. نتايج بررسي اثر دما نشان داد با هر ˚C 10 كاهش دماي ريخته‌گري، حدود min 10 عمركاربري سيستم محمل (IPDI و TDI) افزايش مي‌يابد. عمركاربري سيستم محمل و دوغاب ماده مركب پرانرژي برپايه IPDI در حضور مقدار بهينه از كنشيار DBTDL (% 005/0)، در دماهاي يكسان نسبت به دو عامل پخت ديگر، طولاني ترين عمركاربري را ارائه كرد. بر اساس نتايج، الاستومر و ماده مركب پرانرژي بر پايه IPDI بيشترين چگالي اتصالات عرضي را نسبت به ساير عوامل پخت دارد؛ همچنين ماده مركب پرانرژي بر پايه IPDI بيشترين مدول و چگالي اتصالات عرضي را با حفظ استحكام كششي و ازدياد طول مناسب، نسبت به ساير عوامل پخت دارد.

Regarding new researches on chemorheology of energetic composites,it is determined that HTPB slurry should have convenient viscosity for ease of casting. In the other word, available time for appropriate casting of energetic composite after curative addition called pot-life. Long pot-life of HTPB binder system is necessarily for good processability and non-defect production of energetic composite grains. In addition to long pot-life, the physical-mechanical properties of HTPB energetic composite are of at most important. In this research, effect of curative type (structure), casting temperature and the amount of DBTDL as a curing catalyst on chemorheological behavior of HTPB binder system and physical-mechanical properties of energetic composite were investigated. Toluene diisocyanate (TDI), Isophorone diisocyanate (IPDI) and Hexamethylene diisocyanate (HDI) were selected in order to investigate the role of molecular structure of curing agent on Chemorheology of binder system and its slurry and also on physical-mechanical properties of energetic composite. Moreover, temperatures of 40, 50 and 60 ˚C, were selected to study the effect of casting temperature on chemorheology. By decreasing each 10˚C of casting temperature, pot-life of binder system (IPDI and TDI) was increased about 10 min. Pot-life of binder system and energetic composite slurry based on IPDI in the presence of 0.005% DBTDL (the optimum content) at similar temperatures, showed the longest pot-life. The elastomer and energetic composite based on IPDI showed the most crosslinking density (CLD) and modulus in comparison to other curing agents with retain of tensile strength and adequate elongation.