El documento de referencia explora el impacto del agua en la estabilidad de los propulsantes para cohetes doble base (DB), centrándose en su papel en la aceleración de la descomposición de la nitrocelulosa (NC), polímero clave en estas formulaciones. Si bien se reconoce que la temperatura de almacenamiento afecta la vida útil del propulsante, este estudio destaca la influencia menos conocida del agua. Al agregar cantidades variables de agua a viales sellados de propulsante y someterlos a envejecimiento térmico, los investigadores observaron mayores tasas de consumo de estabilizante, lo que indica una cinética de descomposición más rápida y una reducción de la vida útil de aproximadamente un 35 %. El estudio informó una energía de activación de 133 ± 4 kJ/mol para el mecanismo de descomposición catalizado por agua, proponiendo un modelo numérico que incorpora el agua como variable para mejorar la predicción de la vida útil del propulsor NC. El texto enfatiza la necesidad de estándares internacionales, como la publicación 48 de Allied Ordnance (OTAN), para tener en cuenta los efectos de la humedad y adoptar ecuaciones de Arrhenius modificadas para garantizar la seguridad y confiabilidad de las municiones que contienen NC.
Abstract
Numerous studies have been conducted on the decomposition mechanisms of cellulose nitrate (NC), a polymer employed in double base (DB) rocket propellants. It is well known that storage temperature affects the lifetime of these energetic formulations. However, less studies have been published on the influence of water. This research examined the role of water on the stabiliser consumption rate during accelerated ageing of a DB rocket propellant, as well as the impact on the shelf life prediction of the energetic formulation. Different volumes of water (0.8, 1.6, 2 and 4 µl/g) were added to the propellant in sealed vials, which were then isothermally aged (70, 80, 90, 100 °C). Analyses of the stabiliser consumption showed a faster decomposition kinetics in presence of water which is indirectly linked to the shortening of the storage life of the NC based propellant by 35 %. For the conditions, an activation energy of 133 ± 4 kJ/mol was reported for the water catalytic decomposition mechanism. A numerical model that included water as a variable was reported to reduce the uncertainty in the determination of the service life of NC based propellant. International standards such as Allied Ordnance Publication 48 should not overlook the effect of water/moisture on the safety of ammunition containing NC and should implement a modified Arrhenius equation.
Fuente: https://www.sciencedirect.com
