Nos últimos anos tem sido constante a busca por novos materiais que possam ser utilizados em propelentes. Buscam-se, entre outras características, materiais mais energéticos, de maior estabilidade térmica e/ou química, menos agressivos ao meio ambiente, de menor custo, de mais fácil manuseio, e que permitam um melhor desempenho de foguetes, mísseis e explosivos. O polímero metil azoteto de glicidila (GAP) corresponde a essa expectativa. A presença de grupos azoteto torna o produto energético, com calor de formação positivo, +975 kJ/kg a 293K. Isto é importante porque o desempenho energético do propelente é proporcional a entalpia de formação dos reagentes. Este trabalho tem como objetivo permitir que nosso país esteja na vanguarda da pesquisa de novos propelentes, buscando possuir capacidade de produção, caracterização e aplicação do GAP em novas formulações. Marca a nossa entrada na pesquisa de componentes para propelentes energéticos. Processos de síntese foram realizados utilizando três diferentes catalisadores em três diferentes proporções e os produtos obtidos foram caracterizados por análise volumétrica (índice de hidroxila) e instrumental (infravermelho e análise térmica). Da amostra que utilizou a relação monômero/catalisador SnCl4 na proporção 20:1, foi repetido o processo de síntese por mais cinco vezes e cada um destes produtos foi submetido às mesmas análises citadas para assegurar que as propriedades eram repetitivas. O GAP obtido foi utilizado em processos de obtenção de poliuretanos com isocianatos, TDI e IPDI, e os corpos de prova resultantes testados para avaliação de propriedades mecânicas. De acordo com as análises efetuadas, podemos afirmar que os processos de obtenção e caracterização do GAP foram atingidos plenamente e que o GAP obtido tem características semelhantes ao produto produzido no exterior.

Neste trabalho são apresentados estudos acerca de defeitos tipo porosidade encontrados em grão propelente de motor foguete e sua possível influência no comportamento da queima deste motor. Discute alguns dos principais tipos de defeitos que podem ser encontrados e as inspeções e ensaios que são realizados para detectá-los e dimensioná-los. Também descreve alguns tipos e formas com que esses defeitos podem se apresentar e, com base em suas características geométricas, propõe uma classificação para análise e modelagem da evolução de queima. Finalmente, é feita uma avaliação do estado de tensão do grão propelente de um motor S-30, para situações de operação, quando o motor apresenta falhas, e os resultados são comparados com aqueles do motor íntegro. Este estudo pode ser generalizado para outros motores.

A busca por novos materiais para fabricação de propelente é continua e atualmente estudos são direcionados a materiais com maior potencial energético. O polímero metil azoteto de glicidila (GAP) é um ligante promissor, conhecido como binder energético. O GAP possui em sua estrutura química grupos N3 que conferem calor de formação positivo a esse material, possibilitando a redução da quantidade de materiais oxidantes ou metais em formulações de propelente mantendo os valores de impulso específico semelhantes aos apresentados em propelente compósito convencional. Reações entre o GAP e diisocianatos formam poliuretanos, entretanto as propriedades mecânicas apresentadas por esses polímeros não tem se mostrado adequadas até esse momento. O baixo desempenho mecânico dos polímeros derivados de GAP e diisocianatos é conseqüência da estrutura química resultante, que tem se mostrado dependente da razão molar NCO/OH utilizada, entre outros fatores. A influência dessa variável na estrutura química de polímeros GAP/diisociantos ainda não é completamente entendida. Portanto, nessa dissertação de mestrado foram avaliadas as reações do GAP com diisocianatos, o diisocianato de tolueno (TDI) e o diisocianato de isofurano (IPDI), utilizando-se as razões molares NCO/OH 1,0; 1,5; 2,0 e 2,5, na presença do catalisador dibutil dilaurato de estanho (DBTDL) Os polímeros resultantes, GAP/TDI e GAP/IPDI, foram avaliados por espectroscopia no infravermelho (FT-IR), teste de intumescimento em solvente, calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria (TGA). Os espectros de infravermelho dos polímeros GAP/diisocianato apresentaram absorções características de grupos uretânicos, confirmando a reação entre o GAP e os diisocianatos utilizados em todas as razões molares NCO/OH estudadas. Em polímeros contendo razão molar NCO/OH 2,5 foi possível detectar também a presença de grupos alofanato, que são formados quando há excesso de diisocianato no sistema. Os ensaios de intumescimento mostraram que ocorreu um aumento na fração gel dos polímeros com o aumento na razão NCO/OH, o que está relacionado à presença do grupo alofanato que atua como reticulante do material. Todos os polímeros apresentaram uma única transição vítrea obtida por DSC, observando-se um aumento nos valores dessa transição com o aumento da razão NCO/OH, indicando aumento de massa molar dos polímeros em relação ao GAP puro. Observou-se também um alargamento da transição vítrea com o aumento da razão NCO/OH, indicando a presença de heterogeneidade química no material, causada pela presença de grupos alofanatos e grupos uretânicos. Os polímeros obtidos com TDI apresentaram os maiores valores de Tg, o maior alargamento da transição vítrea, bem como os maiores teores de fração gel, o que pode ser explicado considerando-se a maior reatividade desse diisocianato quando comparado ao IPDI. A degradação dos polímeros acompanhada por TGA em atmosfera inerte apresentou o mesmo perfil para todos os materiais estudados, sendo nítida a liberação dos grupos N3 em torno de 200 C, com valores de entalpia da ordem 1800 J.g 1. A temperatura de ignição determinada por TGA ocorreu em torno de 230 C para todos os polímeros avaliados, não sendo influenciada pelo tipo de diisocianato ou pela razão NCO/OH utilizada.