Produzione di nuovi leganti polimerici energetici per propellenti solidi

Negli ultimi anni la ricerca nel settore della propulsione aerospaziale ha rivolto la propria attenzione allo sviluppo di nuovi materiali energetici, capaci di migliorare le prestazioni del propellente, in termini di impulso e velocità di combustione, senza ridurne la vulnerabilità e la processabilità. In questo contesto, fra le numerose possibilità di sviluppo attualmente considerate, i “leganti energetici” sono divenuti oggetto di progressivo interesse. Il presente lavoro di ricerca è consistito in uno studio completo e approfondito di nuovi leganti polimerici energetici. Nella prima parte del lavoro, è stato necessario selezionare la via sintetica più vantaggiosa, considerando la sicurezza come il principale fattore discriminante tra le diverse strategie prese in esame. Tale impegno ha necessariamente implicato lo studio dettagliato della sintesi di pre-polimeri azidici su piccola scala, che ha condotto alla selezione del copolimero GA/BAMO 75/25 e del pAMMO come possibili sostituti dell’HTPB legante, e della strategia di polimerizzazione/azidazione come miglior compromesso tra efficacia e sicurezza della sintesi. Successivamente sono state affrontate le principali problematiche connesse sia alla reazione di polimerizzazione che alla successiva azidazione, con particolare attenzione circa il controllo delle funzionalità terminali del polimero e delle specie oligomeriche formatesi durante la polimerizzazione, e della cinetica di azidazione. Una volta ottimizzati tutti questi aspetti, abbiamo effettuato lo scale-up di entrambe le sintesi, in modo tale da avere materiale sufficiente per procedere ad una prima caratterizzazione applicativa di propellenti a base di leganti energetici. Infine, sono state determinate le proprietà meccaniche, reologiche ed energetiche di un propellente a base di GA/BAMO come matrice legante.