Badania właściwości wybranego homogenicznego paliwa rakietowego przed i po przyspieszonym starzeniu

W procesie przechowywania znaczący wpływ na prawidłowe zadziałanie ziarna paliwa rakietowego oraz całego silnika rakietowego mają zachodzące w nim reakcje chemiczne i procesy fizyczne, takie jak ubytek stabilizatora, migracja i parowanie nitrogliceryny, rozkład łańcuchów nitroglicerynowych i nitrocelulozowych itp. Właściwości termiczne i mechaniczne stałych materiałów rakietowych badano za pomocą dynamicznej analizy mechanicznej (DMA). Jest to skuteczna i bezpieczna technika, która umożliwia uzyskanie wielu informacji o badanej próbce w jednym cyklu pomiarowym. Szczególną uwagę zwrócono na wyznaczenie temperatury zeszklenia badanego paliwa rakietowego. Ponadto zastosowano różnicową kalorymetrię skaningową (DSC) i termograwimetrię (TG). Określono energię aktywacji. W obliczeniach kinetycznych zastosowano metody Kissingera i Ozawy. Średnią masę cząsteczkową nitrocelulozy i jej rozkład przed i po przyspieszonym starzeniu mierzono techniką chromatografii żelowej (GPC). Badania właściwości mechanicznych, termicznych i fizycznych paliwa rakietowego mogą pomóc w jego lepszym projektowaniu, w opracowywaniu bardziej wydajnych procesów produkcyjnych,w dostosowaniu poszczególnych etapów produkcji w celu ulepszenia właściwości produktu końcowego lub nawet mogą zostać wykorzystane do przeprojektowania całego procesu produkcji.

Chemical reactions and physical processes such as stabilizer depletion, migration and evaporation of nitroglycerine, decomposition of nitroglycerine and nitrocellulose chains, etc. have a significant impact on the proper reaction of rocket propellant grains and operation of rocket motors over the storage time. Thermal and mechanical properties of solid rocket propellants were studied with the use of Dynamic Mechanical Analysis (DMA) method. It is an effective and safe technique providing information about the sample in a single run. Special attention was paid to determination of glass transition temperature of tested rocket propellant. Moreover the differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TG) were used. Energy of activation was determined. Kissinger and Ozawa methods were applied in kinetic calculations. The average molecular weights of nitrocellulose and its distribution before and after acceler-ated ageing were measured with the gel permeation chromatography technique (GPC). Studies of mechanical, thermal and physical properties can help to improve rocket propellant designing process and to redesign or develop more efficient manu-facturing processes for tailoring final product properties.