In this study, we investigated the rheological properties of the hydroxyl terminated polybutadiene/ammonium perchlorate (HTPB/AP) propellant. In addition, the defects (e.g., pores or cracks) in the propellant were prevented by improving its rheological characteristics. Two different oxidizers were used. The viscosity was the lowest when the content of large particles was 65 wt% in the mixture of large and small particles. The burning rate catalyst increased the viscosity of the propellant. The curing catalyst did not affect the viscosity build-up but affected the final curing reaction. The viscosity decreased with the increase in the content of the plasticizer. However, this addition negatively affected the material properties. The final mixing temperature of the propellant did not affect the initial viscosity. During the development of the propellant, the physical properties, and processes of the propellant are trade-off relations. Therefore, it is necessary to select the appropriate composition through the experimentation.

본 연구에서는 hydroxyl terminated polybutadiene/ammonium perchlorate(HTPB/AP)계 추진제의 유변학적 특성을 개선하기 위한 연구를 진행하였다. 유변학적 특성 개선은 추진제 내부에 기공이나 균열 등과 같은 결함을 예방한다. 따라서 이러한 균열에 의해 발생하는 연소 면적의 증가로 인한 로켓 폭발 사고를 막을 수 있다. 입도가 다른 두 종류의 AP를 사용한 경우 큰 AP 입자 비율이 대략 65wt%에서 가장 낮은 점도를 나타내었다. 연소촉매는 추진제의 연소속도 조절에 관여하는 촉매지만 추진제의 점도상승에도 관여하는 것을 확인하였다. 경화촉매 함량 증가는 추진제의 유변학적 특성 개선에는 큰 영향은 없지만 최종 경도를 증가시켜 재료의 물성 개선 효과가 있다. 유변학적 특성 개선을 위해서는 가소제 함량이 증가할수록 좋지만 과량을 첨가하면 재료의 물성에는 부정적인 영향을 끼친다. 추진제 최종 혼화 온도는 초기 점도에 큰 영향을 끼치지는 않는다.

Keywords: solid composite propellant, viscosity, packing fraction, burning rate catalyst, cure catalyst