[AR] Re: Making composite APCP in Australia

  • From: 1bcjolly <1bcjolly@xxxxxxxxxxxxx>
  • To: arocket@xxxxxxxxxxxxx
  • Date: Tue, 07 Jul 2020 20:52:29 -0400

Troy,This is a little off topic so please forgive me.  What did you use to bond 
the epdm to the case wall?  Did you use any special preparation to bond the 
propellant to the epdm liner? Thanks! Barry Sent from my Sprint Tablet.
-------- Original message --------From: Troy Prideaux 
<troy@xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx> Date: 7/7/20  20:36  (GMT-05:00) To: 
arocket@xxxxxxxxxxxxx Subject: [AR] Re: Making composite APCP in Australia 
Another alternative to PBAN/HTPB is PPG which is something I’ve used 
extensively in the past. Pros:Cheap as chipsAvailable locallyHigher performance 
than HTPBHigher Density than HTPBNo Bonding agent needed if using IPDI to 
cure*negative* pressure exponents possible (yes, I’ve measured them)Non Toxic 
(actually used as a food additive) Cons:  Its active hydroxyl groups are 
generally not primary like HTPB, but secondary. This means they aren’t as 
active and as a consequence the diisocyanate curative will have a much stronger 
affinity to react with any H2O present first. I’m assuming you’re familiar 
enough with polyurethane chem to know that NCO<->H2O reactions produce urea and 
CO2 as products (read: CO2 bubbles/voids) which are very undesirable within a 
composite solid propellant. This is why PPG is a very good polyol for 
polyurethane foam production. However, with the right processing equipment, one 
can ensure there is no moisture contained within the mix to be processed by a 
combination of vacuum mixing and casting and raising the temperature of the mix 
to assist the removal of volatiles (re: moisture). I can vouch that 100% 
density is achievable in castable grains with consistency if it’s processed 
correctly.  HTPB is also much more hydrophobic than PPG which also assists with 
minimising moisture absorption (for HTPB). This is a further moisture issue for 
PPG (again, dealt with the above processing) but also presents some benefits as 
well. There appeared to be enough polarization or something within the PPG 
molecule to assist with the bond to AP without needing an additional (very 
export controlled) bonding agent.   So, providing a high MW monomer is selected 
to begin with (2000 Da or higher), the resulting curative requirements and 
physical properties of the composite are close to par with HTPB ie. a rubbery 
matrix of good toughness and strength with good temperature stability and shelf 
life. Actually, I increase the MW of my monomer well beyond 2000 Da prior to 
including it into the propellant mix to both thicken it up a bit and to also 
help stabilize its interaction with both the AP and any included metals. A 
strand of IPDI cured PPG stretched to its 
limits:www.propulsionlabs.com.au/Misc_Video_And_Images/Tuff.wmv AP+PPG (non 
metalized) composite in flight (note: no 
smoke)http://www.propulsionlabs.com.au/Oct16_11_Launch/Solid3.JPG and a casting ;
for the above flight with EPDM 
liner:http://www.propulsionlabs.com.au/epdm_liner/IMG_0272.JPG This is not a ;
recommendation! It’s purely an option. I still like Ken’s suggestion or at 
least something in that direction. TP  From: arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx 
[mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On Behalf Of Joshua CarrSent: Tuesday, 7 ;
July 2020 4:30 PMTo: arocket <arocket@xxxxxxxxxxxxx>Subject: [AR] Re: Making 
composite APCP in Australia RE: PBAN/HTPB Alternatives Thanks Ken and all 
others who have chimed in.. Asphalt looks like a solid alternative, as does 2 
part epoxy.  Re: ASRI Australia A while ago at Adelaide Uni, I was lucky enough 
to be involved with them launching a repurposed Zuni rocket. I do remember them 
having some involvement in manufacturing, Will also contact them and see what 
their movements are. Cheers!  Joshua Carr   ---- On Tue, 07 Jul 2020 02:47:26 
+0930 roxanna Mason <rocketmaster.ken@xxxxxxxxx> wrote ---- Hello Joshua, I 
encourage you to look at an alternative to HTPB and their toxic isocyanate 
curing agents, that being modified asphalts. Yes roofing tar, road paving 
asphalt with an ingredient to lower its processing temp so AP can be used 
instead of KP, potassium perchlorate with its high burn rate exponent. See 
attachments of work I conducted with Dr. John Rusek at the Rocket Lab at 
Edwards AFB in California back in the 80's. Performance equal even exceeds 
HTPB/AP/Al with an increase in density as a bonus. Asphalt SG ~ 1 compared to 
HTPB  ~0.9. Kraton is the key additive with which you can formulate your own 
modified asphalts otherwise there is a supplier right here in California that 
supply the AC type asphalts mentioned in the Edwards report..I got a free 5 
gallon sample by just asking nicely.THe finished propellant has another bonus, 
it's reusable so any excess you make can be remelted. You can use a version 
that's compatible with your hot Aussie summers. FYI, I also used to work with 
the Rocket Research Institute back in the 70's with the original GALCITE 
asphalt rockets that ran Pc at 3000 psi using surplus 5" steel HIVAR rocket 
motor cases. We routinely launched rockets 20-100KFt all legally under  FAA 
waivers. But with these modified asphalts you can now use low exponent AP 
Pc<1000 psi.Good luck with Blessings,Ken On Mon, Jul 6, 2020 at 6:47 AM Joshua 
Carr <admin@xxxxxxxxxxxxxxxxx> wrote:  Hi Terry, The next step I am about to 
take is to purchase your book from aeroconsystems.com. Is this the best place 
to buy it? Also, I would like to ask your opinion on something, I hope you 
don't mind. Given your chemistry background, do you have any recommendations 
for understanding ignition and chemical reactions? After a lot of reading (and 
a uni course or two) I still haven't found a decent explanation of what is 
happening at the fundamental level. The same is the case for binders and 
diisocyanate or curing agents ect. I have learnt a bit about this process, such 
as bond types, from expanding foam and rubber making. But it seems a lot of 
books on rocketry leave these things out. Anyway just a thought of mine, if you 
are reading thanks for your time and hope to speak again soon. Kind regards,  
Joshua Carr   ---- On Fri, 29 May 2020 00:19:56 +0930 Terry McCreary 
<tmccreary@xxxxxxxxxxxxxxx> wrote ---- Hello Joshua and the rest of the list, I 
was on the TRA BoD during most of the BATFE lawsuit.  If memory serves 
(sometimes it doesn't anymore...:-\) that suit consumed a bit more than 
two-thirds of a million dollars over a 10+ year period. Initially Judge Reggie 
Walton ruled that BATFE had deference to classify (as an explosive) virtually 
any material they chose.  TRA+NAR appealed, the appeals court didn't buy the 
"due-deference" argument, and the suit went back to Walton.At some point BATFE 
decided that the burn rate of safety fuse was a guide to classification; 
anything that burned faster than that was to be classified as an explosive.  A 
1000+ page document was submitted, "proving" that APCP burned at tens of 
meters/second and was therefore an explosive.**TRA+NAR provided just a couple 
dozen pages which included citations from actual peer-reviewed publications by 
actual rocket scientists.  Within those publications were some ballistic 
properties of a few hundred propellant mixtures, most having burn rates @1000 
psi on the order of 1 cm/s, and none exceeding about 3 cm/s.Following Judge 
Walton's ruling in favor of TRA+NAR, a request for recovery of fees was made.  
The amount recovered was well under $100K... oh well, we 
WON!!https://www.courtlistener.com/opinion/2400163/tripoli-rocketry-v-bureau-of-alcohol-tobacco/?Best
 -- Terry**BATFE's legal team apparently went to the W.C. Field's School of Law 
and Heavy Machinery Operation: "If you can't dazzle them with brilliance, 
baffle them with bulls++t."  And somewhere in their submitted document was 
proof...that if a rocket motor was clamped tightly enough to a steel rod, upon 
ignition the case would rupture and undergo RSD---rapid spontaneous 
disassembly. ;-) On 5/27/2020 10:34 PM, Joshua Carr wrote:In Australia we need 
a full on explosives license to do what you fellas in the USA take for 
granted.Sure Tripoli and the rest of you guys went to fight for APCP a while 
back, but it would be great to share some wisdom to us Aussies down under (the 
industry ain't exactly booming here).  Regards, Joshua Carr  -- Dr. Terry 
McCrearyProfessor EmeritusMurray State UniversityMurray KY  42071    

Other related posts: