PG-EAM - Graduate Program in Aeronautical and Mechanical Engineering
PT EN
Master's Dissertation PG-CTE 2018

Estudo de propelente sólido compósito a base de binder parcialmente substituído com dióis de cadeia curta

Author

Bruno Cesar Christo da Cunha

Concentration Area

Química dos Materiais

Program

Ciências e Tecnologias Espaciais

Defense Date

30/05/2018

Thesis Number

74331

Abstract

O presente estudo avaliou diferentes formulações de propelentes sólidos a base de PBLH/AP/Al modificados por dióis de cadeia curta, 1,4-butanodiol e 1,2-propanodiol, em diferentes concentrações mássicas, com intuito de obter propriedades mecânicas diferenciadas sem negligenciar os demais requisitos impostos, tais como processabilidade, propriedades balísticas e estabilidade química destas mesmas formulações. Neste sentido, desenvolveu-se uma metodologia de cálculo das formulações, onde o processamento das mesmas foi realizado em reator de pequeno porte, designado como IKA 0,75L. Com a intenção de avaliar a influência do teor mássico de plastificante DOA empregado e do tamanho do macerador, também foram processadas duas bateladas da formulação com maior teor de 1,4-butanodiol, empregando maior quantidade de DOA, em dois reatores distintos, o anteriormente citado e o macerador designado como IKA 5L. Para tanto, avaliou-se o perfil de viscosidade dinâmica pós-processamentos, a evolução da propriedade mecânica da dureza durante a cura e realizaram-se ensaios mecânicos de tração e dureza finais. Realizaram-se também ensaios de determinação de massa específica, Raio-X das amostras, estabilidade química e determinação da lei de queima. Por último, avaliaram-se misturas de resina PBLH com 1,4-butanodiol ou 1,2-propanodiol, com intuito de identificar possíveis causas para o aumento da viscosidade durante os processamentos dos propelentes imediatamente após as adições destes dióis de cadeia curta. Como resultado deste estudo, concluiu-se a importância da avaliação prévia das misturas de resina (PBLH) e dos possíveis modificadores a serem empregados em formulações na predição de propriedades reológicas durante os processamentos. Além disso, concluiu-se que os métodos de caracterização adotados se mostraram satisfatórios ao se complementarem na avaliação de novas formulações. Por outro lado, ficou evidente que formulações modificadas com 1,4-butanodiol são promissoras. Não obstante, não foi possível alcançar no presente estudo todos os requisitos esperados em um produto final para emprego imediato.

Keywords

Propelentes sólidos Caracterização Aglomerantes de propelentes Materiais compósitos Propriedades mecânicas Engenharia química