بررسي سينتيك تخريب حرارتي آمونيوم پر كلرات- گليسيديل آزيد پليمر (AP-GAP) در حضور نانوكاتاليزگر Graphene@Fe3O4

Kinetic Investigation of Ammonium Perchlorate- Glysydyl Azide Polymer (AP/GAP) Thermal Decomposition in the Presence of Graphene@Fe3O4

در تحقيق حاضر، در راستاي اصلاح و بهبود پيشرانه‌ها، اثر نانوكاتاليزگر گرافن با پوشش Fe3O4 بر روي سينتيك تخريب پيشرانه مركب حاوي آمونيوم‌پركلرات و گليسيديل‌آزيدپليمر (AP/GAP) بررسي شد. در اين پروژه از روش آناليز سطحي SEM-EDX و EDX-Mapping براي بررسي ساختاري و مورفولوژي پيشرانه حاوي نانوكاتاليزگر بهره گرفته شد. نتايج حاصل نشان داد كه نمونه‌هاي تهيه شده همگن بودند. از روش‌هاي آناليز حرارتيDSC و TG هم جهت بررسي رفتار حرارتي پيشرانه در حضور و عدم حضور نانوكاتاليزگر استفاده شد. بررسي نتايج نشان داد كه استفاده از نانوكاتاليزگر Graphene@Fe3O4 مي‌تواند باعث كاهش دماي تجزيه‌اي و هم چنين ادغام پيك‌هاي تجزيه‌اي در ناحيه آمونيوم‌پركلرات شود. با استفاده از داده‌هاي آناليز TG و به كمك روش‌هاي فريدمن و اوزاوا وOWF (فلاين- وال- اوزاوا) بررسي سينتيكي تجزيه حرارتي نمونه‌ها انجام شده و انرژي فعال‌سازي آن‌ها محاسبه شد. نتايج حاصل نشان داد كه انرژي فعال‌سازي مورد نياز در حضور Graphene@Fe3O4 نسبت به پيشرانه بدون حضور كاتاليزگر، كمتر بود كه در نوبه خود مي‌تواند بر عملكرد پيشرانهAP-GAP تاثير گذار باشد.

In this study, the effect of Fe3O4-coated graphene as nanocatalyst on the kinetics degradation of Ammonium Perchlorate and Glysydyl Azide Polymer (AP/GAP) composite propellants is investigated in order to modify and improve the burning rate of propellants. The SEM-EDX and EDX-Mapping surface analysis methods were used for structural and morphological study of the propellant containing nanocatalyst. The results showed that all the samples were homogenous. Thermal analysis techniques (DSC and TG) were used in the presence and absence of the nanocatalyst in order to investigate the thermal behavior of the propellant. The results showed that Graphene@Fe3O4 reduces decomposition temperature and merge decomposition peaks of AP. This will probably speed up the process of thermal decomposition of AP in the propellant. Moreover, the thermal decomposition kinetics of the samples were investigated using TGA analysis data and Friedman, Ozawa, and Flynn-Wall-Ozawa (FWO) methods. Then the activation energy of the samples were calculated. The results showed that the required activation energy in the presence of Graphene@Fe3O4 was less than in the absence of the catalyst, improving theperformance of propellant.