Effect of plasticiser addition on the properties of solid heterogeneous rocket propellants

The effect of plasticiser addition on the properties of solid heterogeneous rocket propellant, was investigated. The main properties which should be affected by a plasticiser in a solid rocket propellant are its mechanical properties and rheology. Hydroxyl-terminated polybutadiene (HTPB) and an oxidiser ‒ ammonium chlorate(VII), NH4ClO4 ‒ were used as the basic propellant components. The oxidiser was added as two fractions differing in crystal size. Technological additives such as a stabiliser or crosslinking agent were also used. Dimeryl diisocyanate (DDI) was used as a crosslinking agent. The effect of three different plasticisers (dioctyl adipate, dioctyl terephthalate and dioctyl sebacate) on the properties of solid heterogeneous rocket propellant was investigated. 2.5%, 5% and 7.5% of each plasticiser by weight of the fuel were used. Among others, the life of such mixtures of liquid fuel components and the mechanical properties of the cured propellants were determined. It was shown that the type and amount of plasticiser affects both the life and mechanical properties of the solid heterogeneous rocket propellant.

---

Zbadano wpływ dodatku plastyfikatora na właściwości stałego heterogenicznego paliwa rakietowego. Podstawowe właściwości na jakie powinien mieć wpływ plastyfikator w stałym paliwie rakietowym to właściwości mechaniczne oraz reologia paliwa. Jako podstawowe składniki paliwa użyto polibutadien zakończony grupami hydroksylowymi (HTPB) oraz utleniacz – chloranu(VII) amonu, NH4ClO4. Utleniacz był dodawany w dwóch frakcjach różniących się wielkością kryształów. Stosowano również dodatki technologiczne takie jak stabilizator czy środek wiążący. Jako środka sieciującego użyto izocyjanianu dimerylu (DDI) w stosunku NCO/OH = 0,9. Zbadano wpływ trzech różnych plastyfikatorów, adypinianu dioktylu, tereftalanu dioktylu i sebacynianu dioktylu, na właściwości stałego heterogenicznego paliwa rakietowego. Zastosowano 2,5%, 5% oraz 7,5% każdego plastyfikatora w masie paliwa. Wyznaczono między innymi czas życia takich mieszanin składników ciekłych paliwa oraz właściwości mechaniczne utwardzonych paliw. Wykazano, że rodzaj i ilość użytego plastyfikatora ma wpływ zarówno na czas życia jak i na właściwości mechaniczne stałego heterogenicznego paliwa rakietowego.