Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

Chemiluminescence Imaging (CLI) for the study of oxygen diffusion effects in Hydroxyl Terminated Polybutadiene (HTPB).

Chemiluminescence Imaging (CLI) for the study of oxygen diffusion effects in Hydroxyl Terminated Polybutadiene (HTPB). Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen
Författare: Ahlblad Gustav, Stenberg Bengt, Sanden Roland
Ort: Stockholm
Sidor: 17
Utgivningsår: 1997
Publiceringsdatum: 1997-10-17
Rapportnummer: (FOA-R--97-00578-310)
Nyckelord Avbildande kemiluminescens, Diffusion, Oxidation, Syre, Polybutadien
Sammanfattning Ett nytt instrument för avbildande kemiluminicens (CLI) har konstruerats i syfte att studera syrediffusion och oxidation i polymerer. I instrumentet mäter man fotonflödet över en yta på provet samtidigt som man under noggrann kontroll kan variera temperatur och gassammansättning ovanför ytan. En bild av ytan kan tas fram och områden av intresse kan förstoras upp. Områden där oxidativ aktivitet pågår syns tydligt. Den polymer som hittills huvudsakligen studerats är hydroxylterminerad polybutadien (HTPB), som är ett vanligt bindemedel i kompositkrut och plastbundna sprängämnen. Försöken utfördes på små provskivor av härdad HTPB i luft och vid 100oC. Syrediffusion och oxidation kunde följas mycket exakt. Försök gjordes också att skydda prover av HTPB mot oxidation genom att med plasmateknik belägga dem på ytan med ett tunt lager (<1µm) av kiseldioxid. Med hjälp av CLI-tekniken gick det att visa att polymeren på detta sätt fick ett gott skydd så länge skiktet var intakt. Det förstördes dock mycket lätt varefter syrediffusionen blev ungefär som för obehandlad polymer. Metoden bör studeras ytterligare. Studien visar att CLI-metoden är mycket lämplig för att följa syrediffusion och oxidation i HTPB. Den är mycket enklare och mer exakt än äldre metoder och kräver betydligt mindre provmängder. Tekniken bör kunna tillämpas även på många andra polymerer och t ex kunna användas för livslängdsstudier av olika tätningsmaterial. Metoden bör vara av stort intresse för försvaret, eftersom materialens livslängd i allmänhet bestäms av ingående polymerers livslängd, och oxidativ nedbrytning ofta är det förhärskande åldringsförloppet i polymerer. Metoden är helt ny och bör ytterligare utvecklas. Den måste t ex kontrolleras och korreleras mot traditionella metoder som mikrokalorimetri och infrarödspektroskopi.
Abstract A new chemiluminescence imaging instrument has been constructed to study heterogeneous oxidation effects in polymers. The described equipment is based on an imaging photon counting system mounted to a specially designed oven with controlled atmosphere and gas flow rate. To point out possible applications of the technique, measurements of oxygen diffusion in hydroxyl terminated polybutadiene (HTPB) are presented. It is found that surface treatment with a silicone-oxygen monomer by plasma technique temporary reduces the permeation of oxygen in HTPB att 100oC in ambient atmosphere. After failure of the barrier surface the HTPB sample exhibits a time-delayed but similar oxygen diffusion behaviour as an untreated sample. Results from measurements on surface treated samples illustrate effects which may arise in elastomers with a highly oxidised surface (oxidation skin) and a relatively unaffected core. The results show on the simplicity of the chemiluminescence imaging technique to monitor oxygen diffusion and effects of diffusion controlled oxidation. The technique should be very interesting for the Swedish Defence since it opens up a new way to study aging effects in polymer materials and products. With this technique, contrary to earlier methods, the degree of oxidative degradation as well as ongoing oxygen diffusion and oxidation processes can be studied. The method should be applicable to different types of polymers and thus be useful to study lifetime of many materials e.g. explosives, propellants and sealings. The method should, however, be checked and correlated to results from traditionally used techniques, such as microcalorimetry and infrared spectroscopy.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182