Полибутадиен с концевыми гидроксильными группами ( HTPB ) представляет собой олигомер бутадиена , на каждом конце которого имеется гидроксильная функциональная группа . Он реагирует с изоцианатами с образованием полиуретановых полимеров.
HTPB представляет собой полупрозрачную жидкость цвета, напоминающего вощеную бумагу, и вязкости, близкой к кукурузному сиропу. Свойства различаются, поскольку HTPB представляет собой смесь , а не чистое соединение , и он производится в соответствии с конкретными требованиями клиентов. Типичным HTPB является R-45HTLO. [1] Этот продукт состоит из олигомерных звеньев, обычно содержащих 40–50 молекул бутадиена, связанных вместе, причем каждый конец цепи заканчивается гидроксильной [OH] группой:
R-45HTLO имеет функциональность 2,4-2,6, что означает, что на каждые две олигомерные единицы имеется (приблизительно) одна дополнительная гидроксильная группа, расположенная вдоль цепи. Это обеспечивает боковое соединение для получения более прочного отвержденного продукта. HTPB обычно отверждается реакцией присоединения ди- или полиизоцианатных соединений .
Полиуретаны, полученные из HTPB, могут иметь определенные физические свойства; полиуретаны могут быть очень эластичными или жесткими и жесткими. Некоторые продукты включают в себя: изоляционные панели из жесткого пенопласта; прочные эластомерные колеса и покрышки (используются для американских горок , эскалаторов , скейтбордов и т. д.); сайлентблоки автомобильной подвески ; электротехнические герметики; высокоэффективные клеи ; поверхностные покрытия и герметики; синтетические волокна (например, спандекс ); подложка ковровая ; детали из твердого пластика (например, для электронных инструментов).
Важным применением HTPB является твердое ракетное топливо . Он связывает окислитель , топливо и другие ингредиенты в твердую, но эластичную массу в большинстве систем композитного топлива. В качестве топлива в таких смесях выступает отвержденный полиуретан. Например, HTPB используется во всех 3/4 ступенях японских ракетных установок для запуска спутников М-5 и ракете PSLV , разработанной ISRO для запусков спутников. JAXA описывает топливо как «HTPB/AP/Al=12/68/20», что означает, в пропорции по массе, HTPB плюс отвердитель 12% (связующее и топливо), перхлорат аммония 68% (окислитель) и алюминиевый порошок 20%. (топливо).
Подобные топлива, часто называемые APCP ( композитное топливо на основе перхлората аммония ), используются в более крупных моделях ракет. Типичный APCP производит в 2–3 раза больший удельный импульс , чем черный порох , используемый в большинстве ракетных двигателей меньшего размера.
HTPB также используется в качестве гибридного ракетного топлива. [2] С N 2 O ( закись азота , или «веселящий газ») в качестве окислителя, он используется для питания гибридного ракетного двигателя SpaceShipTwo , разработанного SpaceDev . [3] Для установления рекорда наземной скорости Bloodhound SSC должен был использовать HTPB с высокопрочным пероксидным окислителем, но в 2017 году этот план был изменен.
