مروری کوتاه بر اثر ریزساختار پلی‌بوتادی ان خاتمه‌یافته با هیدروکسیل (HTPB) بر عمرکاربری سامانه پیونده برپایه‌ آن

نوع مقاله : تالیفی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی/دانشگاه جامع امام حسین (ع)

2 دانشگاه جامع امام حسین (ع)

چکیده

 دوغاب سامانه پیونده برپایه پلی‌بوتادی‌ان خاتمه‌یافته با هیدروکسیل (HTPB) باید در پایان مرحله اختلاط، گرانروی مناسبی داشته باشد تا ریخته‌گری به‌آسانی انجام شود. مدت زمان در دسترس برای ریخته‌گری مناسب سامانه پیونده پس از افزودن عامل پخت را عمر کاربری می‌نامند. مرور کوتاه اثر پارامترهای ریزساختاری HTPB بر عمرکاربری کامپوزیت‌های پرانرژی برپایه آن بسیار حائز اهمیت است. پارامترهای ریزساختاری HTPB شامل متوسط وزن مولکولی (عددی و وزنی) و توزیع آن، مقدار هیدروکسیل (گروه عاملی)، جزء وزن مولکولی زیاد، توزیع گروه عاملی و توزیع نوع آن و غلظت نسبی ریزساختارها (سیس، ترانس، وینیل) است. در این مقاله با معرفی هرکدام از پارامترهای ریزساختاری HTPB، اثر هر یک از آن‌ها بر عمرکاربری سامانه پیونده کامپوزیت‌های پرانرژی برپایه آن بررسی شده و امکان کنترل عمرکاربری این سامانه با نوآرایی ریزساختار پیش‌پلیمر سامانه پیونده HTPB، بدون کاهش خواص مکانیکی، بحث شده است. مرور نتایج پژوهش‌های انجام شده نشان داد، با افزایش متوسط وزن مولکولی و مقدار هیدروکسیل HTPB، عمرکاربری کاهش می‌یابد و گونه‌های با گروه عاملی کم باعث افزایش عمرکاربری سامانه پیونده می‌شوند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Effect of Microstructure of Hydroxyl Terminated Polybutadiene (HTPB) on the Pot-Life of HTPB-Based Binder System: A Brief Review

نویسندگان [English]

  • Abbas Kebritchi 1
  • Abolfazl Deylami 2
1 Assistant Professor/Imam Hussein Comprehensive University
2 Imam Hossein Comprehensive University
چکیده [English]

The binder slurry based on hydroxyl terminated polybutadiene (HTPB) should have a
good viscosity at the end of the mixing for easy casting. The time available for proper
casting of the bonding system after the addition of the curing agent is called pot life. A brief
review on the effect of HTPB microstructural parameters on the pot life of high feld HTPB-
based composites is very important. HTPB microstructural parameters include average
molecular weight (numerical and weight) and its distribution, hydroxyl content (value),
high molecular weight fraction, functional group distribution and its type distribution, and
relative concentration of microstructures (cis, trans, vinyl). In this paper, by introducing
each of the HTPB microstructural parameters, the effect of each one on the pot life of
high feld composite binder system is investigated and the possibility of controlling the
life of this system by rearrangemet of the prepolymer microstructure without any decrease
of mechanical properties is discussed. A review of the results showed that increasing the
average molecular weight and the amount of hydroxyl of HTPB decreased the pot life and
species with low functional group increased the pot life of the system.

کلیدواژه‌ها [English]

  • HTPB microstructure
  • pot life
  • viscosity
  • binder system
  • slurry

مراجع

1. Guery J.F., Chang I.S., Shimada T., Glick M., Boury D., Robert E., Napior J., and et al., Solid Propulsion for Space Applications: an Updated Roadmap, Acta Astronaut., 66, 201-219, 2010. 
2. Azargoon M., Kebritchi A., and Nazari M., Investigation the Effect of NCO/OH Ratio, Amount and Type of Curing Catayst on the Pot Life of HTPB Based Binder System, J. Appl. Res. Chem. Polym. Eng. (Persian), 2, 65-76, 2019.
3. Vilar W.D., Menezes S.M.C., and Seidl P.R., Characterization of Hydroxyl-Terminated Polybutadiene, Polym. Bull., 38,
311-318 , 1997.
4. Kebritchi A. and Taghi Nejad H.M., Effect of Process Parameters on Pot Life of Solid Propellant Composite Based on
Hydroxyl-Terminated Polybutadiene: A Short Review, Polymerization (Persian), 8, 52-62, 2018.
5. Kebritchi A. and Taghi Nejad H.M., Effect of Material Parameters on Pot Life of Composite Solid Propellant Based on
Hydroxyl-Terminated Polybutadiene: A Short Review, Polymerization (Persian), 8, 57-68, 2018.
6. Zhu X., Xiaodong. F., Zhao N., Liu J., Min X., and Zichao. W., Comparative Study of Structures and Properties of HTPB
Synthesized Via Three Different Polymerization Methods, Polym. Test., 68, 201-207, 2018.
7. Ramarao M., Scarish K.J., Ravindran P.V., Chandrasekharan G., Alwan S., and Sastri K.S., Correlation of Binder Mechanical
Properties with Functionality Type and Molecular Weight Distribution for Hydroxy-Terminated Polybutadienes: 13C NMR
and SEC Studies, J. Appl. Polym. Sci., 49, 435-444, 1993.
8. Odian G., Principles of Polymerization, John Wiley and Sons, Hoboken, New Jersey, 60-47, 2004.
9. Sekkar V., Alex A.S., Kumar V., and Bandyopadhyay G.G., Pot Life Extension of Hydroxyl Terminated Polybutadiene
Based Solid Propellant Binder System by Tailoring the Binder Polymer Microstructure, J. Macromol. Sci., Part A., 54,171-
175, 2017.
10. Alex A.S., Kumar V., Sekkar V., and Bandyopadhyay G.G., A Fast and Effective Pyridine-Free Method for the Determination of Hydroxyl Value of Hydroxyl-Terminated Polybutadiene and other Hydroxy Compounds, J. Energy Mater., 35, 292-299, 2017.
11. Ninan K.N., Balagangadharan V.P., and Catherine K.B., Studies on the Functionality Distribution of Hydroxyl-Terminated
Polybutadiene and Correlation with Mechanical Properties, Polymer, 32, 628-635 ,1991.
12. Sekkar V., Alex A.S., Kumar V. and Bandyopadhyay G.G., Theoretical Evaluation of Crosslink Density of Chain Extended
Polyurethane Networks Based on Hydroxyl Terminated Polybutadiene and Butanediol and Comparison with Experimental
Data, J. Energy Mater., 36, 38-47, 2018 
13. Dey A., Sikder A.K., and Athar J., Micro-Structural Effect on Hydroxy Terminated Poly Butadiene (HTPB) Prepolymer and
HTPB Based Composite Propellant, Mol. Nanotechnol. Nanomed., 1, 1-7, 2017.
14. Ahmad N., Amir S., Naheed R., Baig Z.I., and Rizvi M.H., Microstructure Study of Propellant Binder, Adv. Mater. Res.
Trans. Technol. Publ., 570, 42-37, 2012.
15. Dai L., Wang X., Bu Z., Li B.G. and Jie S., Facile Access to Carboxyl-Terminated Polybutadiene and Polyethylene fromCis-Polybutadiene Rubber, J. Appl. Polym. Sci., 136, 46934, 2012.
16. Frankland J., Edwards H., Johnson A., Lewis I,. and Poshyachinda S., Critical Assessment of Vibrational and NMR
Spectroscopic Techniques for the Microstructure Determination of Polybutadienes, Spectrochim. Acta. Part A., 47, 1511-
1524 , 1991.
17. Kosaka K., Suzuki S., Fukuma D., Yamamoto A., and Maruizumi H., Development of HTPB Binder for Solid Propellant,
24th Joint Propulsion Conference, Massachusette, 3352-3388, 11-13 July, 1988.
18. Ono K., Shimada H., Nishimura T., Yamashita S., Okamoto H., and Minoura Y., Effects of Number-Average Molecular
Weight of Liquid Hydroxyl-Terminated Polybutadiene on Physical Properties of the Elastomer, J. Appl. Polym. Sci., 21,
3223-3235, 1977.
19. Sekkar V. and Raunija T.S.K., Hydroxyl-Terminated Polybutadiene- Based Polyurethane Networks as Solid Propellant
Binder-State of the Art, J. Prop. Pow., 31, 16-35, 2014.
20. Dey A., Khan M.A.S., Athar J., Sikder A.K. and Chattopadhyay S., Effect of Microstructure on HTPB Based Polyurethane
(HTPB-PU), J. Mater. Sci. Eng. B., 5, 145-151, 2015. 

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار