Characterization of uncured and cured hydroxyl terminated polybutadiene prepolymer

Abstract

ÖZET Hidroksil uç gruplu polibutadienler(HTPB), kompozit katı yakıtlarda bağlayıcı olarak kullanılmaktadırlar. Bu polimerlerdeki -OH gruplarının tzoforon diizosiyanatm(IPDI) -NCO grupları ile reaksiyona sokulması ile poliüretanlar oluşur. Hidroksil uç gruplu polimerlerim molekül ağırlığı, molekül ağırlığı dağılımı, fonksiyonalitesi, mikroyapısı ve dallanmalar nihai urunun tüm özelliklerini etkileyen önemli parametrelerdir. Bunun için önce polimerin bu özellikleri tespit edilmiştir. Değişik HTPB-IPDI oranlarında karışımlar hazırlanarak 65 °C sabit sıcaklıkta 2-10 gun arasında sertleştirilmiştir. Sertleştirilen numunelerin mekanik özellikleri ölçülmüş ve buradan optimum sertleştirme suresi 7 gün olarak bulunmuştur. Bundan sonra 65 °C de 7 gün sertleştirilen numunelerin bazı özellikleri incelenmiştir. Bunlar ; Mekanik özellikler, Sol-gel oranları, Çapraz bağ yoğunluğu t infrared çalışmaları ve termal özellikleridir. Bu çalışmaların sonucunda her turlu özellik açısından en iyi özelliklerin stokiometrik oran civarında hazırlanan karışımlarda olduğu gözlenmiştir. iv

ABSTRACT Hydroxyl terminated polybutadienes < HTPB) are being used for the production of composite solid propel lants. Liquid hydroxyl terminated polybutadiene can be crossl inked with chain extension by the reaction of the terminal hydroxyl groups with the diisocyanate groups of isophorone diisocyanate < IPDI) and yield polyurethanes. The properties of elastomers of HTPB vary widely depending on the physical properties of liquid polymers such as molecular weight, molecular weight distribution, functionality, degree of branching and microstructure. In this study firstly, these properties of HTPB have been determined. HTPB-IPDI mixtures were prepared at different isocyanate/ hydroxyl ratios. These mixtures were cured for 2-10 days at 65 °C. Mechanical properties of cured samples were measured, and optimum curing time was chosen as 7 days. Various properties of cured samples were further investigated such as ; mechanical properties, sol-gel content, crosslink density, infrared, and thermal properties. The results of these studies have shown that optimum properties of cured samples are achieved at around the stoichiometric isocyanate / hydroxyl ratio. m