Polibutadien zakończony grupami hydroksylowymi

Polibutadien zakończony grupą hydroksylową ( HTPB ) jest oligomerem butadienu zakończonym na każdym końcu hydroksylową grupą funkcyjną . Reaguje z izocyjanianami tworząc polimery poliuretanowe .

HTPB to półprzezroczysta ciecz o barwie zbliżonej do woskowanego papieru i lepkości zbliżonej do syropu kukurydzianego. Właściwości różnią się, ponieważ HTPB jest mieszaniną niż czystym związkiem i jest produkowany w celu spełnienia specyficznych wymagań klientów. Typowym HTPB jest R-45HTLO. Ten produkt składa się z jednostek oligomerycznych, zwykle zawierających 40–50 związanych ze sobą cząsteczek butadienu, z każdym końcem łańcucha zakończonym grupą hydroksylową [OH]:

R-45HTLO ma funkcyjność 2,4-2,6, co oznacza, że na każde dwie jednostki oligomeryczne przypada (w przybliżeniu) jedna dodatkowa grupa hydroksylowa wzdłuż łańcucha. Zapewnia to połączenie boczne dla mocniejszego utwardzonego produktu. HTPB jest zwykle utwardzany w reakcji addycji ze związkami di- lub poliizocyjanianowymi .

Używa

Produkcja materiałów

Poliuretany przygotowane z HTPB można zaprojektować pod kątem określonych właściwości fizycznych; poliuretany mogą być bardzo elastyczne lub twarde i sztywne. Niektóre produkty obejmują: panele izolacyjne ze sztywnej pianki; wytrzymałe elastomerowe koła i opony (stosowane w kolejkach górskich , schodach ruchomych , deskorolkach itp.); tuleje zawieszenia samochodowego ; elektryczne mieszanki zalewania; kleje o wysokiej wydajności ; powłoki powierzchniowe i uszczelniacze powierzchniowe; włókna syntetyczne (np. Spandex ); dywan podkład; części z twardego plastiku (np. do instrumentów elektronicznych).

Paliwo rakietowe

Ważnym zastosowaniem HTPB jest stałe paliwo rakietowe . Wiąże środek utleniający , paliwo i inne składniki w stałą, ale elastyczną masę w większości kompozytowych układów napędowych. Utwardzony poliuretan pełni rolę paliwa w takich mieszankach. Na przykład HTPB jest używany we wszystkich stopniach 3/4 japońskich rakietowych M-5 i rakiecie PSLV opracowanej przez ISRO do wystrzeliwania satelitów. JAXA opisuje propelent jako „HTPB/AP/Al=12/68/20”, co oznacza, proporcjonalnie do masy, HTPB plus utwardzacz 12% (spoiwo i paliwo), nadchloran amonu 68% (utleniacz) i proszek aluminiowy 20% (paliwo).

Podobne propelenty, często określane jako APCP ( kompozytowy propelent nadchloranu amonu ) są używane w większych modelach rakiet. Typowy APCP wytwarza 2–3 razy większy impuls właściwy niż proch czarny używany w większości mniejszych silników rakietowych.

Rocketry jest ważnym czynnikiem dla sprzedaży HTPB. Podczas gdy jest używany w rakietach na paliwo stałe, paliwo rakietowe jest również umiarkowanie używane jako hybrydowe paliwo rakietowe. W połączeniu z podtlenkiem azotu jako utleniacz może być używany zarówno w pojazdach lądowych, jak i rakietach.

HTPB jest również używany jako hybrydowe paliwo rakietowe . Z N ₂ O ( podtlenek azotu lub „gaz rozweselający”) jako utleniacz, jest używany do napędzania hybrydowego silnika rakietowego SpaceShipTwo opracowanego przez SpaceDev . Próba bicia rekordu prędkości na lądzie Bloodhound SSC miała wykorzystywać HTPB z wysoko testowanym utleniaczem nadtlenkowym, ale plan ten został zmieniony w 2017 roku.

Linki zewnętrzne

Patent US 5159123 opis syntezy i inne szczegóły.