ヒドロキシル末端ポリブタジエン

ヒドロキシル末端ポリブタジエン( HTPB ) は、両端がヒドロキシル官能基で末端処理されたブタジエンのオリゴマーです。イソシアネートと反応してポリウレタンポリマーを形成します。

HTPB は半透明の液体で、色はワックスペーパーに似ており、粘度はコーンシロップに似ています。HTPB は純粋な化合物ではなく混合物であるため、特性はさまざまであり、顧客の特定の要件を満たすように製造されます。一般的な HTPB は R-45HTLO です。^[1] この製品は、通常 40～50 個のブタジエン分子が結合したオリゴマー単位で構成され、鎖の両端はヒドロキシル [OH] 基で終端されています。

R-45HTLOの官能価は2.4 ～ 2.6 です。つまり、鎖に沿って 2 つのオリゴマー単位ごとに (およそ) 1 つの追加のヒドロキシル基があるということです。これにより、側面から側面への結合が提供され、硬化した製品の強度が高まります。HTPB は通常、ジイソシアネート化合物またはポリイソシアネート化合物との付加反応によって硬化します。

HTPB から製造されるポリウレタンは、特定の物理的特性を持つように設計することができ、ポリウレタンは高弾性または強靭で硬いものにすることができます。製品には、硬質フォーム断熱パネル、耐久性のあるエラストマー ホイールとタイヤ (ジェット コースター、エスカレーター、スケートボードなどに使用)、自動車サスペンションブッシング、電気ポッティング コンパウンド、高性能接着剤、表面コーティングと表面シーラント、合成繊維(例:スパンデックス)、カーペットの下敷き、硬質プラスチック部品 (例: 電子機器用) などがあります。

HTPB の重要な用途は、固体ロケット推進剤 です。ほとんどの複合推進剤システムでは、HTPB は酸化剤、燃料、その他の成分を固体でありながら弾性のある塊に結合します。硬化したポリウレタンは、このような混合物の燃料として機能します。たとえば、HTPB は日本のM-5ロケットの 3/4 段すべてとインドのPSLVロケットの 1/3 段で使用されています。JAXAは、この推進剤を「HTPB/AP/Al=12/68/20」と説明しています。これは、質量比で、HTPB プラス硬化剤 12% (結合剤と燃料)、過塩素酸アンモニウム68% (酸化剤)、アルミニウム粉末 20% (燃料) を意味します。

大型の模型ロケットでは、APCP (過塩素酸アンモニウム複合推進剤)と呼ばれる同様の推進剤が使用されています。一般的な APCP 推進剤混合物は、ほとんどの小型ロケット モーターで使用される黒色火薬推進剤の2～3 倍の比推力を生み出します。

HTPBはハイブリッドロケット燃料としても使用されている。^[2] N2O （_亜酸化窒素、または「笑気ガス」）を酸化剤として使用し、SpaceDevが開発したSpaceShipTwoハイブリッドロケットモーターの動力源として使用されている。^[3]陸上速度記録の試みであるBloodhound SSCでは、高濃度過酸化物酸化剤 を使用したHTPBを使用する予定だったが、その計画は2017年に変更された。

• ポリブタジエンアクリロニトリル

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• 米国特許 5159123 合成およびその他の詳細の説明。