DE2137368C1 - Fester Raketentreibstoff auf der Basis von Ammoniumperchlorat, Polyurethanbinder und üblichen Zusätzen - Google Patents
Fester Raketentreibstoff auf der Basis von Ammoniumperchlorat, Polyurethanbinder und üblichen ZusätzenInfo
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-
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Description
ORIGINAL INSPECTED
gleiche Treibmittel wie Kurve 1, wobei jedoch 0,125 Gew.-% Tetraäthylenpentamin zugesetzt sind. In
jedem Fall enthielt das Treibmittel 75 Gew.-% Ammoniumperchlorat.
Im allgemeinen wird das Bindemittel in einer wirksamen Menge in der Größenordnung von ungefähr
0,05 bis ungefähr 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Treibmittels, verwendet.
Mechanische Eigenschaften von Polypropylenpolyäther/Polyurethan-Binder (25%), der
0,125% Bindemittel und 74,75% Ammoniumperchlorat enthält, nach der Härtung bei
25°C
| Bindemittel | ρ kg/cm2 | 20 | E0, kg/cm2 |
| Vergleich | 3,43 | 43 | 29,40 |
| Äthylendiamin | 3,99 | 83 | 25,20 |
| Diäthylentriamin | 5,88 | 99 | 16,52 |
| Tetraäthylenpentamin | 10,29 | 36 | 24,50 |
| Diäthylentriamin mit Cyanoäthyl substituiert (CH2 = CH — CN-Addukt von Diäthylen triamin) |
6,72 | 95 | 33,60 |
| Tetraäthylenpentamin mit Cyanoäthyl sub stituiert (CH2 = CH — CN-Addukt von Tetraäthylenpentamin) |
10,92 | 80 | 23,80 |
| Dodecaäthylentridecamin | 9,45 | 28,70*) | |
| *) BreunstafiBscken. | |||
Bemerkung: Im den obigen Treibmitteln war immer zusätzlich 0,125 % Hexamethylendiisocyaeai
für die Umsetzung mit dem Bindemittel zugegen.
Alle Wasserstoffe des Polyalkylenpolyamins können entweder durch eine Cyanoäthyl- oder durch eine Dihydroxypropylgnippe
substituiert sein. Beide Reaktionen sind exotherm und verlaufen bei Zusatz des Reaktionsteilnehmers augenblicklich ab. Die folgenden
Beispiele erläutern die Herstellungdieser Verbindungen.
40
1 Mol (189 g) Tetraäthylenpentamiii werden in einen
1 Liter fassenden Dreihalskolben eingebracht, der mit
einem mechanischen Rührer, einem Rückflußkühler, einem Thermometer und einem Zugabetrichter aus-
L· gerüstet ist. In den Zugabetrichter werden 2 Mol
™ (106 g) Acrylnitril eingebracht Nach dem Anschalten
des Rührers. werden ungefähr 15% des
Acrylonitrile auf einmal dem Arain zugegeben. Nach einer kurzen Weile wird der Inhalt des Kolbens heiß
(ungefähr 8O0C). Die Zugabe des restlichen Acrylonitrils
wird so durchgeführt, daß die Reaktionstemperatur auf ungefähr 8O0C gehalten wird. Die erhaltene
sirupose Flüssigkeit ist cyanoäthyliertes Tetraäthylenpentamin, welches ohne weitere Reinigung verwendet
wird. Es handelt sich um eine gelbe sirupose Flüssigkeit,
die sich beim Erhitzen zersetzt und unter —20° C langsam in ein Glas gefriert.
60
Zu 1 Mol Tetraäthylenpsntanim werden 1 bis
1,5 Mol Glycidol in ähnlicher Weise wie oben zugegeben. Das Produkt ist Difiydroxypropyl-tetraäthylen-pentamin,
eine siropöss Flüssigkeit, die ohne weitere Reinigung verwendet wird. Es handelt sich um
eine gelbe sirupose Flüssigkeit, die sich beim Erhitzen
zersetzt und unter —15° C sich langsam in ein Glas zersetzt.
Es wurde das folgende Treibmittel hergestellt:
Gewichtsprozent
Ammoniumperchlorat 67
Aluminiumpulver 17
/S-Phenyl-naphthylamin 0,05
Schwefel 0,05
Poly(l,2-butylenoxyd)diol 8,00
2,3-Dihydroxypropyl-bis-(2-cyano-
äthyl)amin 0,25
Poly(l,2-propylenoxyd)triol 1,50
Toluoldiisocyanat 1,32
Isodecylpelargonat 3,33
Eisen(110-acetylacetonat 0,005
Eigenschaften bei 25°C
ρ, kg/cm2 ε, % E0, kg/cm2
8,96 88 30,80
Das folgende Treibmittel wurde hergestellt:
Gewichtsprozent
Ammoniumperchlorat 67
Aluminiumpulver 17
yS-Phenyl-naphthylamin 0,05
Schwefel 0,05
Poly(l,2-butylenoxyd)diol 8,00
Durch Cyanoäthyl substituiertes Tetraäthylenpentamin 0,25
Poly(l,2-propylenoxyd)triol 1,50
Toluoldiisocyanat 1,32
Isodecylpelargonat 3,33
Eisen(III)-acetylacetonat 0,005
Eigenschaften bei 25 0C
ρ, kg/cm2 ε, %
ρ, kg/cm2 ε, %
11,90 45
E0, kg/cm2 47,60
Das folgende Treibmittel wurde hergestellt:
Gewichtsprozent
Aluminiumperchlorat 55
Aluminiumpulver 20
/5-Phenyl-naphthylamin 0,24
Eisen(III)-acetylacetonat 0,03
Bis-dinitropropyl-formal 6,25
Bis-dinitropropyl-acetal 6,25
Diphenyloctyl-phosphat 2,29
Neopentylglycol-azelat-polyester 5,24
PoIy(1,4-butylenoxyd)diol 3,37
Hexantriol 0,08
Hexamethylendiisocyanat 1,25
Eigenschaften bei 25 0C
ρ, kg/cm2 ε, %
7,14 61
ρ, kg/cm2 ε, %
7,14 61
E0, kg/cm2 19,18
Das folgende Treibmittel wurde hergestellt:
Gewichtsprozent
Ammoniumperchlorat 55
Aluminiumpulver 20
/3-Phenyl-naphthylamin 0,24
Eisen(III)-acetylacetonat 0,03
Bis-dinitropropyl-formal 6,25
Bis-dinitropropyl-acetal 6,25
Diphenyloctyl-phosphat 2,085
Neopentylglycol-azelat-polyester 5,24
Poly(l,4-butylenoxyd)diol 3,37
Hexantriol 0,08
Hexamethylendiisocyanat 1,455
2,3-Dihydroxypropyl-bis-(2-cyanoäthyl)-
amin 0,25
| Eigenschaften | bei | 25°C | P | iel | 7 | E0, kg/cm |
| ρ, kg/cm2 | e, % | 20,65 | ||||
| 7,49 | 63 | |||||
| Beis | ||||||
Es wurde die folgende Treibmittelzusammensetzung hergestellt:
Gewichtsprozent
Ammoniumperchlorat 55
Aluminiumpulver 20
/J-Phenyl-naphthylamin 0,24
Eisen(III)-acetylacetonat 0,03
Bis-dinitropropyl-formal 6,25
Bis-dinitropropyl-acetal 6,25
Diphenyloctyl-phosphat ". 2,165
Neopentylglykol-azelat-polyester 5,24
PoIy(1,4-butylenoxyd)diol 3,37
Hexantriol 0,08
Hexamethylendiisocyanat 1,375
Durch Cyanoäthyl substituiertes Tetraäthylenpentamin
0,25
Eigenschaften bei 25° C
ρ, kg/cm2 ε, %
11,20 60
ρ, kg/cm2 ε, %
11,20 60
E0, kg/cm2 27,30
Es wurde das folgende Treibmittel hergestellt:
Gewichtsprozent
Ammoniumperchlorat 55
Aluminiumpulver 20
jö-Phenyl-naphthylamin 0,24
Eisen(III)-acetylacetonat 0,03
Bis-dinitropropyl-formal 6,25
Bis-dinitropropyl-acetal 6,25
Diphenyloctyl-phosphat 2,04
Neopentylglycol-azelat-polyester 5,24
Poly(l,4-butylenoxyd)diol 3,37
Hexantriol 0,08
Hexamethylendiisocyanat 1,375
Mit Dihydroxypropyl substituiertes Tetraäthylenpentamin 0,25
Eigenschaften bei 25 0C
ρ, kg/cm2 ε, %
9,45 84
ρ, kg/cm2 ε, %
9,45 84
E0, kg/cm2 16,52
Die vorliegende Erfindung ist auf alle Arten von Ammoniumperchlorat enthaltenden festen Treibstoffen
anwendbar, und zwar einschließlich solcher Treibstoffe,
die polymere Binder enthalten, welche sich aus PoIyätherdiolen,
-triolen usw. sowie aus Isocyanaten als Härtemittel (Polyurethane) ableiten. Die Treibmittel
können Brennstoffe, wie z. B. Aluminium, und auch Weichmacher, Stabilisatoren u. dgL enthalten. Viele
Treibstoffzusammensetzungen und ihre Verarbeitungstechniken sind in der US-Patentschrift 33 40 111 beschrieben,
auf die hier Bezug genommen wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Fester Raketentreibstoff auf der Basis von Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-Ammoniumperchlorat,
Polyurethanbinder und üb- 5 löst, daß er eine die Bindung verbessernde Menge liehen Zusätzen, dadurch gekennzeich- eines Bindemittels der allgemeinen Formel
net, daß er eine die Bindung verbessernde Menge γ χγ/γί-γ γη nyi rvi ru ny
eines Bindemittels der allgemeinen Formel
eines Bindemittels der allgemeinen Formel
ν -NTCr1U ητι tvtva ηυ ητι χτν enthält, worin η eine Zahl von 1 bis 12 bedeutet und X
ίο jeweils fur ein Wasserstoffatom oder eine Cyanoathyl-
enthält, worin η eine Zahl von 1 bis 12 bedeutet oder Hydroxypropy!gruppe steht, wobei mindestens
und X jeweils für ein Wasserstoffatom oder eine eine der Gruppen X ein Wasserstoffatom ist.
Cyanoäthyl- oder Hydroxypropylgruppe steht, Die Bindemittel beruhen nicht auf Hydroxylgruppen
wobei mindestens eine der Gruppen X ein Wasser- und einer sich daraus ergebenden Urethanreaktion,
stoffatom ist. 15 um die für die Bindung nötige Hülle zu schaffen.
2. Treibmittel nach Anspruch 1, dadurch ge- Weiterhin sind sie starke Basen, weshalb sie nicht nur
kennzeichnet, daß das Bindemittel aus Tetra- durch Adsorption, sondern auch durch Chemisorption
äthylenpentamin besteht. auf der Oberfläche des Oxydationsmittels festgehalten
3. Treibmittel nach Anspruch 1, dadurch ge- werden. Es wird angenommen, daß die verbesserte
kennzeichnet, daß das Bindemittel aus mit Cyano- 20 Bindung, welche durch die erfindungsgemäß verwenäthyl
substituiertem Tetraäthylenpentamin be- deten Verbindungen erzielt wird, seinen Grund in der
steht. Tatsache hat, daß nicht alle Aminogruppen am PoIy-
4. Treibmittel nach Anspruch 1, dadurch ge- alkylenpolyamin (beispielsweise Tetraäthylenpentamin)
kennzeichnet, daß das Bindemittel Dihydroxy- durch das Ammoniumperchlorat in Ammoniumpropyl-tetraäthylenpentamin
ist. 25 gruppen überführt werden. So bleiben also einige für
5. Treibmittel nach Anspruch 1, dadurch ge- die Vernetzung durch das Diisocyanat verfügbar,
kennzeichnet, daß das Bindemittel Dihydroxy- Die Anzahl der je Molekül Polyamin nicht umgepropyl-cyanoäthyl-tetraäthylenpentamin ist. wandelten Aminogruppen hängt von der gesamten Anzahl der H2N-Gruppen und der NH-Gruppen am
kennzeichnet, daß das Bindemittel Dihydroxy- Die Anzahl der je Molekül Polyamin nicht umgepropyl-cyanoäthyl-tetraäthylenpentamin ist. wandelten Aminogruppen hängt von der gesamten Anzahl der H2N-Gruppen und der NH-Gruppen am
30 Molekül ab. Ammoniumperchlorat wird durch eine
Base zersetzt, wenn der pH-Wert des Gemischs über 4,8 liegt. Der letztere pH-Wert ist der pH-Wert einer
Die Erfindung bezieht sich auf einen festen Raketen- wäßrigen Lösung von Ammoniumperchlorat beim
treibstoff auf der Basis von Ammoniumperchlorat, Äquivalenzpunkt. Bei zunehmendem Imingehalt im
Polyurethanbinder und üblichen Zusätzen. 35 Molekül wird dieser pH-Wert bei einer niedrigeren
Derartige feste Raketentreibstoffe sind bekannt Umwandlung zum Ammoniumsalz erreicht. Wenn
(vgl. DT-PS 9 77 908). Das Bindemittel dient zur Her- alle Aminogruppen umgewandelt werden, bleibt nichts
stellung einer harten und zähen Bindeschicht für ein mehr für eine Reaktion mit dem Diisocyanat übrig,
Füllmittel, wobei das Füllmittel normalerweise das und es kann sich weder die harte Hülle bilden noch
Oxydationsmittel darstellt. Die Umhüllung wird 40 kann sie ein integraler Teil des Binders werden. Die
durch primäre chemische Bindungen mit der Binder- Tabelle zeigt die Unwirksamkeit von Äthylendiamin
matrix verbunden. Um dies zu erzielen, muß ein Binde- und die zunehmende Wirksamkeit bei einer zunehmenmittel
die Erfordernisse erfüllen, daß es auf der Oxy- den Anzahl von Äthylenimin-Einheiten im Molekül,
dationsmitteloberfläche absorbiert wird und daß es Dodecaäthylentridecamin ist so viskos, daß eine ausdarauf
eine haftende und zähe Schicht bildet. Ein be- 45 reichende Dispergierung im Treibmittel ein Problem
kanntes Bindemittel ist 2,3-Dihydroxypropyl-bis- ist. Es stellt also eine der Grenzen dar, zwischen denen
(2-cyanoäthyl)amin. Bei diesem Bindemittel ist die die brauchbaren Glieder dieser Reihe liegen.
Adsorption im wesentlichen eine Folge seiner Un- Die »Bindekraft« von Tetraäthylenpentamin in zwei
Adsorption im wesentlichen eine Folge seiner Un- Die »Bindekraft« von Tetraäthylenpentamin in zwei
löslichkeit in der Binderphase. In Treibstoffbindern, repräsentativen Treibmittelbindersystemen ist in der
in denen 2,3-Dihydroxypropyl-bis-(2-cyanoäthyl)amin 5° Zeichnung gezeigt. Es ist ersichtlich, daß 2,3-Diallzu
löslich ist, wie z. B. in mit Nitroverbindungen hydroxypropyl-bis-(2-cyanoäthyl)amin, das beste Binweichgemachten
Systemen, wird es unwirksam. Gleich- demittel bisher, durch Tetraäthylenpentamin überholt
falls hängt die Bildung einer 2,3-Dihydroxypropyl-bis- wird.
(2-cyanoäthyl)amin-Schicht von der hohen Reaktivität In der Zeichnung bezieht sich die Kurve 1 auf ein
der Hydroxylgruppen am 2,3-Dihydroxypropyl-bis- 55 Polypropylenätherglykol / Polyurethan - Treibmittel,
(2-cyanoäthyl)amin gegenüber dem Isocyanat ab. das kein Bindemittel enthält, wobei der Binder die
Diese Reaktivität muß größer sein als die Reaktivität folgende Zusammensetzung aufweist:
der anderen alkoholischen Bestandteile in der Binder- Gewichtsprozent
der anderen alkoholischen Bestandteile in der Binder- Gewichtsprozent
matrix. Deshalb wird in Bindersystemen mit sehr re- Polypropylenätherglykol 49,50
aktiven Präpolymeren 2,3-Dihydroxypropyl-bis-(2-cy- 60 Poly-(l,2-propylenoxyd)triol 18,75
anoäthyl)amin unwirksam. Hexamethylendiisocyanat 6,75
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Isodecylpelargonat 25,00
Vermeidung der vorbeschriebenen Nachteile einen
festen Raketentreibstoff auf der Basis von Am- Die Zusammensetzung der Kurve 1 dient zum Ver-
moniumperchlorat, Polyurethanbinder und üblichen 65 gleich. Kurve 2 bezieht sich auf das gleiche Treibmittel
Zusätzen zu schaffen, welcher eine verbesserte Gruppe wie Kurve 1, wobei jedoch als Bindemittel 0,125 Gevon
Polyurethanbindern mit einem nicht aus Hydroxyl- wichtsprozent2,3-Dihydroxypropyl-bis-(2-cyanoäthyl)-gruppen
basierenden Bindeeffekt aufweist und bei dem amin zugesetzt sind. Kurve 3 bezieht sich auf das
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19712137368 DE2137368C1 (de) | 1971-07-27 | 1971-07-27 | Fester Raketentreibstoff auf der Basis von Ammoniumperchlorat, Polyurethanbinder und üblichen Zusätzen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19712137368 DE2137368C1 (de) | 1971-07-27 | 1971-07-27 | Fester Raketentreibstoff auf der Basis von Ammoniumperchlorat, Polyurethanbinder und üblichen Zusätzen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2137368C1 true DE2137368C1 (de) | 1976-10-21 |
Family
ID=5814872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19712137368 Expired DE2137368C1 (de) | 1971-07-27 | 1971-07-27 | Fester Raketentreibstoff auf der Basis von Ammoniumperchlorat, Polyurethanbinder und üblichen Zusätzen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2137368C1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19628157A1 (de) * | 1996-07-12 | 1998-01-15 | Dynamit Nobel Ag | Anfeuerungssatz für Pulvertreibladungen und Raketentreibsätze |
-
1971
- 1971-07-27 DE DE19712137368 patent/DE2137368C1/de not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19628157A1 (de) * | 1996-07-12 | 1998-01-15 | Dynamit Nobel Ag | Anfeuerungssatz für Pulvertreibladungen und Raketentreibsätze |
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