| Resumo : |
A propulsão híbrida de motores-foguetes tem o potencial de se tornar estratégica na indústria aeroespacial devido ao seu baixo custo, segurança, controlabilidade do empuxo e habilidade de re-ignição. Entretanto, em configurações clássicas, os grãos-combustíveis poliméricos reticulados normalmente apresentam baixa taxa de regressão, tal como ocorre com os grãos poliuretânicos à base do pré-polímero polibutadieno líquido hidroxilado (HTPB) e diisocianato de isoforona (IPDI) como agente de cura, componentes largamente utilizados em motores híbridos e sólidos. Uma alternativa para aumentar a taxa de regressão do combustível sólido à base de HTPB é a utilização de catalisadores que aceleram a degradação da matriz polimérica, como é o caso do complexo metálico acetilacetonato de cobre (CuAA). Nesse sentido, o objetivo principal deste trabalho é avaliar a influência do CuAA no processo de degradação da matriz poliuretânica à base de HTPB utilizada como combustível sólido na propulsão híbrida de foguetes. Para isso, o estudo foi dividido em quatro partes principais: 1) síntese e caracterização do acetilacetonato de cobre; 2) estudo da influência do catalisador CuAA na degradação térmica da matriz poliuretânica; 3) sua influência nos parâmetros balísticos quando aplicado como combustível sólido em motor foguete híbrido; 4) e o comportamento no envelhecimento no material utilizando a técnica de envelhecimento acelerado por carga térmica equivalente. Os resultados apontam que o CuAA apresenta morfologia alongada com a presença de aglomerados e que sua degradação térmica ocorre em aproximadamente 270°C. No estudo da degradação térmica do grão, o CuAA é responsável por diminuir a energia de ativação das amostras em até 50%, diminuindo a temperatura de degradação, além de influenciar o processo oxidativo da matriz poliuretânica no início de sua decomposição. Quanto aos parâmetros balísticos, a presença do CuAA não modifica significativamente os parâmetros termodinâmicos teóricos, porém modifica os parâmetros cinéticos, aumentando a sensibilidade do material à ignição e indicando uma melhora na taxa de regressão. No estudo da influência do CuAA no envelhecimento das propriedades mecânicas da poliuretana, a presença do CuAA foi responsável por aumentar tanto a tensão máxima quanto o alongamento das amostras, atuando como um catalisador de cura, além disso, ele foi responsável por modificar o processo de envelhecimento da matriz polimérica e devido aos aglomerados, as amostras contendo o catalisador apresentaram uma maior dispersão nos resultados. |