Полибутадиен с гидроксильными концевыми группами ( HTPB ) представляет собой олигомер бутадиена , на каждом конце которого имеется гидроксильная функциональная группа . Он реагирует с изоцианатами с образованием полиуретановых полимеров.
HTPB — это полупрозрачная жидкость, по цвету похожая на вощеную бумагу, а по вязкости похожая на кукурузный сироп. Свойства различаются, поскольку HTPB — это смесь, а не чистое соединение , и оно производится в соответствии с конкретными требованиями клиентов. Типичный HTPB — R-45HTLO. [1] Этот продукт состоит из олигомерных единиц, обычно содержащих 40–50 связанных вместе молекул бутадиена, причем каждый конец цепи заканчивается гидроксильной [OH] группой:
R-45HTLO имеет функциональность 2,4-2,6, что означает, что на каждые две олигомерные единицы приходится (приблизительно) одна дополнительная гидроксильная группа, расположенная вдоль цепи. Это обеспечивает боковую связь для более прочного отвержденного продукта. HTPB обычно отверждается реакцией присоединения с ди- или полиизоцианатными соединениями .
Полиуретаны, полученные из HTPB, могут быть разработаны для определенных физических свойств; полиуретаны могут быть высокоэластичными или жесткими и жесткими. Некоторые продукты включают: жесткие пенопластовые изоляционные панели; прочные эластомерные колеса и шины (используются для американских горок , эскалаторов , скейтбордов и т. д.); втулки автомобильной подвески ; электрические заливочные компаунды; высокоэффективные клеи ; поверхностные покрытия и поверхностные герметики; синтетические волокна (например, спандекс ); подложка для ковров ; детали из твердого пластика (например, для электронных приборов).
Важное применение HTPB — твердое ракетное топливо . Он связывает окислитель , топливо и другие ингредиенты в твердую, но эластичную массу в большинстве композитных топливных систем. Отвержденный полиуретан действует как топливо в таких смесях. Например, HTPB используется во всех 3/4 ступенях японских ракет-носителей M-5 и в 1/3 ступенях индийской ракеты-носителя PSLV . JAXA описывает топливо как «HTPB/AP/Al=12/68/20», что означает, пропорционально по массе, HTPB плюс лечебный агент 12% (связующее и топливо), перхлорат аммония 68% (окислитель) и алюминиевый порошок 20% (топливо).
Похожие пропелленты, часто называемые APCP ( композитное топливо на основе перхлората аммония ), используются в более крупных моделях ракет. Типичная смесь пропеллентов APCP производит в 2–3 раза больший удельный импульс , чем черный порох , используемый в большинстве меньших ракетных двигателей.
HTPB также используется в качестве гибридного ракетного топлива. [2] С N 2 O ( закисью азота , или «веселящим газом») в качестве окислителя, он используется для питания гибридного ракетного двигателя SpaceShipTwo , разработанного SpaceDev . [3] Попытка установления рекорда скорости на суше Bloodhound SSC должна была использовать HTPB с высокопрочным пероксидным окислителем, но этот план был изменен в 2017 году.
