Efectos de la irradiación gamma en los aglutinantes convencionales y curados con UV-C de propelentes sólidos
Autores: Carlotti, Stefania; Carcione, Rocco; D"Orsi, Beatrice; Lusetti, Tommaso; Finazzi, Alessandro; Scifo, Jessica; Di Sarcina, Ilaria; Ferrari, Matteo; Cemmi, Alessia; Maggi, Filippo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Efectos de la irradiación gamma en los aglutinantes convencionales y curados con UV-C de propelentes sólidos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Radiaciones ionizantes
Irradiación gamma
Aglutinantes de propelentes sólidos
Formación de radicales
Agentes antioxidantes
Cambios mecánicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
Las radiaciones ionizantes son responsables de la ruptura de enlaces, la formación de radicales y la degradación oxidativa de las matrices poliméricas. Este estudio se centra en los efectos de la irradiación gamma en los aglutinantes de propelentes sólidos, con el objetivo de realizar una caracterización química y mecánica integral de diferentes formulaciones. Las muestras se produjeron mediante métodos convencionales basados en poli(butadieno) terminado en hidroxilo y una reacción de poliadición estándar utilizando isocianatos, o enfoques innovadores que involucran curado radical impulsado por UV. Las muestras fueron irradiadas para comparación y para estudiar su evolución en función de tres dosis absorbidas (25, 45, 130 kGy) para estudios de caracterización preliminar, utilizando una fuente gamma de 60-Co. Las muestras fueron irradiadas en aire a temperatura ambiente no controlada. La combinación de técnicas espectroscópicas (infrarrojo por transformada de Fourier-FTIR, Raman y resonancia paramagnética electrónica-EPR) y análisis mecánico dinámico (DMA) destacó el papel clave de los agentes antioxidantes en la adaptación de los cambios mecánicos en la fase del aglutinante. La ausencia de antioxidantes aumenta la formación de radicales, la oxidación y la reticulación. Estos procesos conducen a un aumento progresivo de la rigidez y a una reducción de la flexibilidad en función de la dosis absorbida. Interacciones complejas entre los componentes fotocurados influyen en gran medida en la estabilización de radicales y la degradación del material. Estos hallazgos proporcionan valiosos conocimientos para diseñar aglutinantes resistentes a la radiación, lo que permite el desarrollo de propelentes sólidos adaptados para una permanencia confiable y a largo plazo en el espacio, y avanza el conocimiento sobre la aplicabilidad de los propelentes impresos en 3D.
Descripción
Las radiaciones ionizantes son responsables de la ruptura de enlaces, la formación de radicales y la degradación oxidativa de las matrices poliméricas. Este estudio se centra en los efectos de la irradiación gamma en los aglutinantes de propelentes sólidos, con el objetivo de realizar una caracterización química y mecánica integral de diferentes formulaciones. Las muestras se produjeron mediante métodos convencionales basados en poli(butadieno) terminado en hidroxilo y una reacción de poliadición estándar utilizando isocianatos, o enfoques innovadores que involucran curado radical impulsado por UV. Las muestras fueron irradiadas para comparación y para estudiar su evolución en función de tres dosis absorbidas (25, 45, 130 kGy) para estudios de caracterización preliminar, utilizando una fuente gamma de 60-Co. Las muestras fueron irradiadas en aire a temperatura ambiente no controlada. La combinación de técnicas espectroscópicas (infrarrojo por transformada de Fourier-FTIR, Raman y resonancia paramagnética electrónica-EPR) y análisis mecánico dinámico (DMA) destacó el papel clave de los agentes antioxidantes en la adaptación de los cambios mecánicos en la fase del aglutinante. La ausencia de antioxidantes aumenta la formación de radicales, la oxidación y la reticulación. Estos procesos conducen a un aumento progresivo de la rigidez y a una reducción de la flexibilidad en función de la dosis absorbida. Interacciones complejas entre los componentes fotocurados influyen en gran medida en la estabilización de radicales y la degradación del material. Estos hallazgos proporcionan valiosos conocimientos para diseñar aglutinantes resistentes a la radiación, lo que permite el desarrollo de propelentes sólidos adaptados para una permanencia confiable y a largo plazo en el espacio, y avanza el conocimiento sobre la aplicabilidad de los propelentes impresos en 3D.