مجله تحقیق و توسعه مواد پرانرژی
سال دهم شماره 2 (پیاپی 23، پاییز 1393)

گلیسیدیل آزید پلیمر (GAP) بایندر الاستومری منحصربه فرد با گرمای تشکیل بالا و دانسیته بالا است که باعث ارتقاء خواص حرارتی و عملکردی پیشرانه های جامد مرکب می شود. با این حال GAP دارای دمای انتقال شیشه ای بالا و خواص مکانیکی ضعیف می باشد که استفاده از این پلیمر را به عنوان بایندر در فرمولاسیون پیشرانه های جامد مرکب با محدودیت مواجه ساخته است. در این مقاله، فعالیت-های انجام شده به منظور بهبود خواص مکانیکی و دمای انتقال شیشه ای پلی یورتان های برپایه GAP از طریق تهیه کوپلیمرهای GAP با استفاده از پلیمرهای با اسکلت انعطاف پذیرهمچون پلی اتیلن گلیکول (PEG)، پلی کاپرولاکتون (PCP) و بوتادی ان خاتمه یافته با هیدروکسیل (HTPB) مورد بررسی قرارگرفته است.

جایگزینی جزئی RDX با AP مورد توجه بسیاری از محققین می باشد. در این مقاله، ابتدا دلایل جایگزینی بخشی از AP با RDX بیان شده و در ادامه تاثیر جایگزینی بخشی از AP با RDX بر خواص مکانیکی، ایمنی و عملکردی پیشرانه های جامد مرکب بررسی شده است. استفاده از نیترامین ها در فرمولاسیون پیشرانه سبب تغییر در خواص مکانیکی از جمله افزایش ازدیاد طول و کاهش مدول یانگ و استحکام کششی می شود. نتایج نشان می دهند که جایگزینی AP با RDX باعث بهبود فرایندپذیری، کاهش سرعت سوزش و افزایش ایمپالس ویژه می شود. از دیگر اثرات جایگزینی AP با RDX می توان به افزایش حساسیت به ضربه و دما و همچنین کاهش حساسیت به اصطکاک و شوک اشاره کرد.

در حین فرآیند تولید TNT، محصول خام شامل حدود 5/4 % از ایزومرهای نامتقارن TNT می باشد. برای استفاده از TNT در صنایع نظامی، باید محصولات نامتقارن آن حذف گردند. خالص سازی TNT خام با سلیت (محلول 15 درصد از سدیم سولفیت) انجام می شود. ناخالصی ها در پساب حاصل از ادامه مراحل فرآیند خالص سازی، به 15 تا 17 درصد می رسد. به دلیل رنگ قرمز پساب، از اصطلاح آب قرمز TNT برای آن استفاده می شود. روش های مختلفی برای حذف پساب قرمز TNT وجود دارد که از جمله روش های موجود می توان به سوزاندن، استفاده از میکرو ارگانیزم ها و قارچ پوسیدگی، بازیابی سولفون و تبدیل به گروه های بی خطر دیگر، روش های اکسیداسیون با استفاده از رزین و لایه نانو آهن صفر ظرفیتی و روش های دیگر اشاره کرد. با توجه به ترکیب درصد و حجم آب قرمزی که باید مورد حذف قرار گیرد و همچنین هزینه های فرآیند، از بین روش های ذکر شده یک یا چندین روش را می توان به صورت ترکیبی مورد استفاده قرار داد. در این مقاله، هر کدام از روش های ذکر شده حذف آب قرمز و عوامل موثر بر آن ها مورد بررسی قرارگرفته است.

عایق کاری پیشرانه های جامد جهت کنترل و محدود کردن سطح سوزش و همچنین جلوگیری از انتقال حرارت به بدنه راکت سوخت جامد انجام می گیرد، این نوع پوشش تحت عنوان بازدارنده احتراق تعریف می شود. به منظور سازگاری شیمیایی مناسب بین پیشرانه های جامد دو پایه و بازدارنده از پلی استر های غیر اشباع نظیر پلی یورتان ها استفاده می شود. در این راستا تاثیر مقدار گروه های آروماتیک و اثر فیلر بر میزان دود تولید شده مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج، حاکی از کاهش میزان دود تولید شده با کاهش سهم گروه های آروماتیک و افزایش سهم فیلر می باشد. همچنین بررسی تاثیر نوع دیایزوسیانات استفاده شده نیز نشان می دهد که استفاده از دی ایزوسیانات های متقارن در تهیه پلی یورتان منجر به افزایش مدول، ازدیاد مقاومت کششی-پارگی و در نهایت کاهش میزان مهاجرت نیتروگلیسیرین می شود. بعلاوه اثر طول زنجیر پلی استر بر زمان ژل شدن، دمای مربوط به پیک گرمازا، خواص مکانیکی و میزان مهاجرت نیتروگلیسرین نیز نشانگر بهبود زمان ژل شدن، دمای مربوط به پیک گرمازا و خواص مکانیکی با کاهش طول زنجیر پلی استر می باشد. بررسی خواص مکانیکی پلی یورتان های تهیه شده از مخلوط پلی ال پلی اتر و پلی ال پلی استر نیز حاکی از بهبود خواص مکانیکی در نتیجه اثر هم افزایی بین پلی اتر و پلی استر می باشد.

هدف از این مقاله بررسی پارامترهای تاثیرگذار بر خواص مکانیکی پلی یورتان ها به عنوان بایندر مواد منفجره پلاستیکی می باشد. با توجه به اهمیت تعیین خواص مکانیکی پلی یورتان ها در کاربرد نهایی این مواد، در این مقاله تاثیر نسبت گروه های ایزوسیانات به هیدروکسیل (NCO/OH)، درصد شبکه ای شدن، نوع عامل پخت، درصد قسمت های سخت زنجیر یورتانی و دما بر خواص مکانیکی این مواد مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج مطالعات نشان دادند که با افزایش درصد گروه های ایزوسیانات به هیدروکسیل، افزایش درصد شبکه ای شدن و افزایش درصد قسمت های سخت زنجیر یورتانی استحکام کششی پلی یورتان ها و متعاقبا مواد منفجره پلاستیکی، افزایش و ازدیاد طول در نقطه شکست آنها کاهش می یابد. همچنین با افزایش دما میزان استحکام کششی و مدول این مواد کاهش و ازدیاد طول در شکست آنها افزایش یافته است. تحقیقات نشان دادند که مواد پخت شده با متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات دارای بیشترین میزان استحکام کششی و مواد پخت شده با ایزوفورن دی ایزوسیانات بیشترین مقدار ازدیاد طول در شکست را دارا می باشند.

هدف از این مقاله، مروری بر کاربرد و جایگاه تک پیشرانه نیتروزاکسید (N2O) به عنوان ماده پرانرژی در حوزه صنایع فضایی می باشد. از این رو ضمن معرفی ترکیب نیتروز اکسید، قابلیت استفاده آن در سیستم های پیشرانشی بحث شده است. نتایج بررسی ها نشان می دهد که این ترکیب در توسعه مفهوم کوچک سازی سامانه های پیشرانش فضایی بکار می رود زیرا این ترکیب از یک سو به لحاظ ترمودینامیکی در سامانه های تراستر گاز سرد قابل استفاده است و از سوی دیگر، در حضور یک سوخت مایع بعنوان اکسید کننده در تراستر گاز داغ عمل می نماید. همچنین، با توجه به خواص شیمی فیزیکی مناسب و امکان تجزیه کاتالیستی آن، می تواند به عنوان تک پیشرانه در تراسترهای گاز گرم استفاده شود.

بور به عنوان ماده ای با دانسیته ی انرژی بالا شناخته می شود. این عنصر، سوخت مهمی برای پیشرانه ها و مواد منفجره می باشد. از بین تمام عناصر شیمیایی، بور بالاترین حرارت حجمی احتراق (140 کیلوژول بر سانتی متر مکعب) و سومین حرارت وزنی احتراق (59 کیلوژول بر گرم) را پس از هیدروژن و بریلیم دارد. علاوه بر این، عنصر مذکور برای تهیه بسیاری از ترکیبات آلیاژی استفاده می شود. بنابراین مطالعه روش های تهیه ی این عنصر استراتژیک بسیار اهمیت دارد. بور دارای دو ساختار کریستالی و آمورف می باشد که هرکدام از این ساختارها کاربردهای خاصی دارد. بر طبق مراجع، دو روش برای تهیه پودر بور عنصری وجود دارد: 1) روش احیا 2) روش تجزیه ی حرارتی فاز گاز ترکیبات بور. مطالعات نشان می دهد که فرآیند مویسان (روش حرارتی فلزی توسط منیزیم) روش رایج برای تهیه ی بور عنصری آمورف است. در این روش، بور عنصری با خلوص بیش از 90%، پس از اسید شویی و شستشو با آب می تواند به دست آید. ناخالصی ها شامل ترکیبات بور-اکسیژن-منیزیم مانند Mg(BO2)3، MgB2O5 می باشد. معمولا بور عنصری کریستالی با خلوص بیش از 99% نیز به کمک واکنش در فاز گازی تهیه می گردد. در این مقاله، انواع روش های مختلف برای تولید بور عنصری آمورف و کریستالی، مزایا و معایب آن ها بررسی شده است.