تاثير وجود نرم‌كننده‌هاي فتالاتي در عايق‌هاي اتيل‌سلولز و نانوكامپوزيت اتيل‌سلولز/سيليكا بر مهاجرت نيتروگليسيرين از يك پيشرانه دوپايه

Effect of Phthalate Plasticizers Existance in Ethyl Cellulose Insulators and Ethyl Cellulose\Silica Nanocomposite on the Nitroglycerin Migration from a Double Base Propellant

در اين تحقيق تاثير نرم‌كننده‌هاي فتالاتي در تركيب عايق اتيل‌سلولز و نانوكامپوزيت اتيل‌سلولز/ سيليكا بر ميزان مهاجرت نيتروگليسرين (NG) از يك نمونه پيشرانه دوپايه بررسي گرديد. براي اين منظور ابتدا نمونه‌هاي مختلف عايقي و نانوكامپوزيتي حاوي 10، 15 و 20 درصد در قسمت رزيني (phr) از نرم‌كننده‌هاي دي‌اتيل فتالات، دي‌بوتيل فتالات و بيس2- اتيل‌هگزيل فتالات تهيه‌ شدند و سپس مهاجرت NG با روش ساندويچي اندازه‌گيري گرديد. تغييرات وزن عايق (به‌عنوان معياري از مهاجرت) در زمان‌هاي مشخص اندازه‌گيري شد و سپس مقدار NG موجود در عايق به روش كروماتوگرافي مايع با عملكرد بالا (HPLC) اندازه‌گيري شد. نتايج نشان مي‌دهد كه با افزايش مقدار نرم‌كننده از 10 به 20 phr، در نمونه حاوي دي‌اتيل فتالات ميزان افزايش وزن از 14/14 به 98/15 درصد و مقدار NG از 67/12 به 74/14 درصد افزايش داشته است. در نمونه‌ي حاوي دي‌بوتيل فتالات نيز ميزان تغيير وزن از 61/19 به 86/25 درصد و مقدار NG از 56/14 به 86/19 درصد افزايش يافت. استفاده از نرم‌كننده‌ي بيس2- اتيل‌هگزيل فتالات با غلظت10 phr در تركيب عايق منجر به افزايش وزن و مقدار NG به‌ترتيب 89/31 و 23/25 درصد گرديد. همچنين با افزايش مقدار دي‌اتيل فتالات از 10 به 20 phr، در نانوكامپوزيت اتيل‌سلولز/سيليكا (حاوي phr 5/0 نانوسيليكا با متوسط اندازه ذره 12 نانومتر) ميزان تغيير وزن و مقدار NG تقريباً ثابت وليكن در نانوكامپوزيت اتيل‌سلولز/ دي‌بوتيل فتالات/سيليكا ميزان تغيير وزن از 48/21 به 95/26 درصد و مقدار NG از 27/16 به 30/21 درصد افزايش يافت. با توجه به نتايج، عايق حاوي phr 10 دي‌اتيل فتالات كمترين ميزان مهاجرت را دارا مي‌باشد. از طرفي اضافه شدن نانوذرات سيليكا به سيستم به دليل عدم سازگاري مناسب با اتيل‌سلولز باعث افزايش مهاجرت شده و از اين نظر تاثير منفي بر عايق داشته است.

In this research, the effect of phthalate plasticizers in ethyl cellulose and ethyl cellulose\silica nanocomposite was investigated on the nitroglycerin (NG) migration from a double base propellant. In this manner, first different insulator and nanocomposite samples containing 10, 15 and 20 part per hundred of resin (phr) of diethyl phthalate,dibutyl phthalate and bis 2-ethylhexyl phthalate were prepared and then NG migration was determined by sandwich method. Changes in sample weight (as migration criteria) for significant times were determined and then NG amounts were measured by high performance liquid chromatography (HPLC) method. The results showed that with increasing of the plasticizer amount from 10 to 20 phr, in sample containing diethyl phthalate, the insulator weight was increased from 14.14 to 15.98 percent and NG amount was raised from 12.67 to 14.74 percent. Also in the sample containing dibutyl phthalate, the weight gain was increased from 19.61 to 25.86 and NG amount was added from 14.56 to 19.86 percent. Use of bis 2-ethylhexyl phthalate with 10 phr concentration in the insulator led to weight and NG increasing of 31.89 and 25.23 percent, respectively. Furthermore with increasing of diethyl phthalate concentration from 10 to 20 phr in ethyl cellulose\silica nanocomposite (containing 0.5 phr silica with an average particle size of 12 nanometer), the change of weight and NG amounts were nearly constants, but at ethyl cellulose\ dibutyl phthalate\silica composite the insulator weight was increased from 21.48 to 26.95 percent and NG quantity was raised from 16.27 to 21.30 percent. According to the results, the sample containing 10 phr diethyl phthalate has the lowest migration. And also the addition of silica nano particles into the system, due to lack of proper compatibility with ethyl cellulose, caused to migration increase and in this case had been negative effect on the insulator.