مطالعه کهولت سوخت جامد مرکب بر پایه پلی اتر یورتان

تغییرات شیمیایی و فیزیکی یک نوع سوخت جامد مرکب بر پایه پلی اتر یورتان در دو مرحله پخت و کهولت مطالعه شده است. سوخت ابتدا در 45 درجه سانتی گراد پخت و سپس تحت کهولت تسریع یافته (Accelerated ageing) در دماهای 25، 45، 60 و 70 درجه سانتی گراد قرار گرفت. تغییرات سل (قسمتی از بایندر که در شبکه پلیمر شرکت نکرده و در حلال حل می گردد) و ژل (قسمتی از بایندر که شبکه ای شده است و در حلال حل نمی شود) با استخراج چند مرحله ای، جرم مولکولی توسط GPC، تجزیه کمی ایزوسیانات با FTIR و خواص مکانیکی توسط آزمون کشش یک بعدی در فواصل زمانی معینی مورد بررسی قرار گرفت. روند پلیمریزاسیون و تعیین زمان پخت کامل سوخت توسط هر چهار روش مطالعه گردید و مشاهده شد که در مرحله پخت بعدی (Postcuring) نمودار زمان پایان واکنش پلیمریزاسیون نسبت به معکوس دما (1/T) برای آنها خطی بوده و مطابقت مطلوبی با یکدیگر دارند. در مرحله کهولت با گذشت زمان، درصد ژل سوخت کاهش، جرم مولکولی سل افزایش و تنش در نقطه ماکزیمم (σ m) افت می کند و واکنش غالب در کهولت شکست زنجیر (Chain scission) می باشد. با استفاده از روابط فیزیکوشیمیایی یک معادله برای کهولت سوخت به صورت σ m=k Ln t+a ارایه شد که k ثابت سرعت تخریب سوخت می باشد.
برای دماهای مختلف Ln k نسبت به 1/T رسم گردید و مشاهده شد که رابطه آرنیوس در این مورد صادق می باشد. انرژی فعال سازی تخریب با استفاده از رابطه آرنیوس برابر 29.2 kJ/mol به دست آمد. طول عمر سوخت با استفاده از رابطه زمان - دمای مشتق شده از رابطه آرنیوس و بر اساس %50 افت خواص برابر 37.7 سال محاسبه شد.