Composition pyrotechnique - Pyrotechnic composition
Une composition pyrotechnique est une substance ou un mélange de substances conçu pour produire un effet par la chaleur, la lumière, le son, le gaz/la fumée ou une combinaison de ceux-ci, à la suite de réactions chimiques exothermiques auto-entretenues non détonantes . Les substances pyrotechniques ne dépendent pas de l'oxygène provenant de sources externes pour entretenir la réaction.
Les types de base de compositions pyrotechniques sont :
- poudre flash – brûle très rapidement, produit des explosions et/ou des éclairs lumineux
- poudre à canon - brûle plus lentement que la poudre flash, produit une grande quantité de gaz
- propergols solides - produisent une grande quantité de gaz chauds, utilisés comme sources d'énergie cinétique pour les fusées et les projectiles
- initiateurs pyrotechniques - produisent une grande quantité de chaleur, de flammes et/ou d'étincelles chaudes, utilisées pour enflammer d'autres compositions
- générateurs de gaz - produisent une grande quantité de gaz, soit un volume élevé à court terme (pour les actionneurs et les charges d'éjection, utilisant souvent des propergols solides) ou un débit contrôlé (par exemple, des générateurs d'oxygène chimiques , utilisant souvent des compositions de type thermite)
- frais d'éjection - brûlent rapidement, produisent une grande quantité de gaz en peu de temps, utilisés pour éjecter les charges utiles des conteneurs
- charges éclatées - brûlent rapidement, produisent une grande quantité de gaz en peu de temps, utilisées pour fragmenter un conteneur et éjecter son contenu
- compositions de fumée - brûlent lentement, produisent de la fumée , unie ou colorée
- compositions de retard - brûler à vitesse lente constante, utilisé pour introduire des retards dans le train de tir
- sources de chaleur pyrotechniques - produisent une grande quantité de chaleur et peu ou pas de gaz, compositions à combustion lente, souvent semblables à de la thermite
- cierges magiques – produisant des étincelles blanches ou colorées
- fusées éclairantes - brûlent lentement, produisent une grande quantité de lumière, utilisées pour l'éclairage ou la signalisation
- compositions pyrotechniques colorées – produire de la lumière, blanche ou colorée
Certaines compositions pyrotechniques sont utilisées dans l'industrie et l' aérospatiale pour la génération de grands volumes de gaz dans les générateurs de gaz (par exemple dans les airbags ), dans les fixations pyrotechniques et dans d'autres applications similaires. Ils sont également utilisés dans la pyrotechnie militaire, lorsque la production d'une grande quantité de bruit, de lumière ou de rayonnement infrarouge est requise; ex. fusées leurres de missiles , poudres éclair et grenades assourdissantes . Une nouvelle classe de compositions de matériaux réactifs est actuellement à l'étude par l'armée.
De nombreuses compositions pyrotechniques, notamment l'aluminium et les perchlorates, sont souvent très sensibles au frottement, aux chocs et à l'électricité statique . Même une petite étincelle de 0,1 à 10 millijoules peut déclencher certains mélanges.
Les matériaux utilisés
Les compositions pyrotechniques sont généralement des mélanges homogénéisés de petites particules de combustibles et d'oxydants. Les particules peuvent être des grains ou des flocons. Généralement, plus la surface spécifique des particules est élevée, plus la vitesse de réaction et la vitesse de combustion sont élevées. À certaines fins, des liants sont utilisés pour transformer la poudre en un matériau solide.
Carburants
Les carburants typiques sont à base de poudres métalliques ou métalloïdes . Une composition de poudre flash peut spécifier plusieurs carburants différents. Certains combustibles peuvent également servir de liants. Les carburants courants comprennent :
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Métaux
- Aluminium - carburant le plus courant dans de nombreuses classes de mélanges, également un suppresseur d'instabilité de combustion. Moins d'énergie massique que le carbone mais moins de dégagement gazeux, retenant la chaleur dans le mélange réactionnel. Flamme à haute température avec des particules solides, qui interfèrent avec les colorants de la flamme. Réagit avec les nitrates, à l'exception du nitrate d'ammonium, produisant des oxydes d'azote, de l'ammoniac et de la chaleur (la réaction est lente à température ambiante mais violente au-dessus de 80 °C et peut s'enflammer spontanément); la réaction peut être inhibée par un acide faible, par exemple l'acide borique . Corrodé par des substances alcalines. Particules de flocons plus faciles à enflammer et meilleures pour la pyrotechnie que les sphériques. En présence d'humidité, réagit avec le chlorate de potassium et le perchlorate, produisant de l'hydrogène. Taille des particules sélectionnée en fonction du taux de combustion requis.
- Le magnésium – plus sensible et violent que l'aluminium, augmente la probabilité d'inflammation spontanée pendant le stockage. Utilisé dans les feux d'artifice pour augmenter la température de la flamme. Moins d'interférence avec la couleur de la flamme que l'aluminium.
- Magnalium – alliage aluminium-magnésium, plus stable et moins cher que le magnésium ; moins réactif que le magnésium, plus facile à enflammer que l'aluminium
- Fer - fait des étincelles d'or, fréquemment utilisé
- Acier - un alliage de fer et de carbone, fait des étincelles jaune-orange ramifiées
- Zirconium - produit des particules chaudes, bonnes pour les mélanges d'allumage, par exemple l' initiateur standard de la NASA , également un suppresseur d'instabilité de combustion
- Titane – produit des particules chaudes, augmente la sensibilité aux chocs et aux frottements ; parfois l'alliage Ti4Al6V est utilisé qui donne des étincelles blanches un peu plus brillantes ; avec le perchlorate de potassium, il est utilisé dans certains allumeurs pyrotechniques ; la poudre grossière produit de belles étincelles bleu-blanc ramifiées
- Ferrotitanium - alliage fer-titane, produit des étincelles jaune-blanc brillantes, utilisées dans les étoiles pyrotechniques, les fusées, les comètes et les fontaines
- Ferrosilicium – alliage fer-silicium, utilisé dans certains mélanges, remplaçant parfois le siliciure de calcium
- Manganèse - utilisé pour contrôler les taux de combustion, par exemple dans les compositions de retard
- Zinc - utilisé dans certaines compositions de fumée , avec le soufre utilisé dans certains premiers carburants pour fusées amateurs, également dans les étoiles pyrotechniques; les compositions lourdes à base de zinc peuvent nécessiter une portance supplémentaire pour voler suffisamment haut; sensible à l'humidité; peut s'enflammer spontanément; rarement utilisé comme combustible principal, sauf dans les compositions de fumée, peut être rencontré comme combustible secondaire d'amélioration
- Cuivre - utilisé comme colorant bleu avec d'autres carburants
- Laiton - un alliage zinc-cuivre utilisé dans certaines formules de feux d'artifice, comme colorant bleu pour sa teneur en cuivre
- Tungstène - utilisé pour contrôler et ralentir les taux de combustion des compositions, également dans les compositions de retard
- Alliage zirconium- nickel - utilisé dans certaines compositions de retard militaires
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Hydrures métalliques ( chaleur de combustion inférieure à celle des métaux purs, mais sensibilité/réactivité accrue à l'eau) :
- Hydrure de titane (II) - avec le perchlorate de potassium, il est utilisé dans certains allumeurs
- Hydrure de zirconium (II) - avec le perchlorate de potassium, il est utilisé dans certains allumeurs
- Hydrure d'aluminium - instable pour le stockage (se décompose facilement avec l'humidité) et réagit dangereusement au contact de l'eau
- Décaborane – expérimenté pour certains carburants de fusée
- Carbures métalliques
- Carbure de zirconium - utilisé dans certains carburants de fusée, également un suppresseur d'instabilité de combustion
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Métalloïdes
- Silicium - température de flamme élevée, brûlures produisant du verre fondu, utilisé dans certaines compositions d'allumage et charges de retard, généralement avec le tétroxyde de plomb
- Bore - utilisé dans certains mélanges d'allumage
- Antimoine - utilisé dans certains feux d'artifice pour des effets scintillants , toxique, brûle d'un blanc éclatant ; généralement utilisé comme maille 200-300 ; avec du nitrate de potassium et du soufre produit des feux blancs
- Inorganique non métallique
- Soufre – promoteur d'allumage, augmente la vitesse de combustion ; augmente la sensibilité à la température, aux chocs et aux frottements, dangereux en combinaison avec des chlorates; couramment utilisé avec les nitrates; utilisé comme additif; peut contenir des acides résiduels, la combinaison avec des carbonates ou d'autres stabilisants alcalins est conseillée dans les compositions sensibles aux acides
- Phosphore rouge – extrêmement dangereux, surtout en combinaison avec des chlorates ( mélange d'Armstrong ); utilisé dans les casquettes ; également utilisé dans les allumettes et certaines fusées infrarouges militaires; toxique
- Phosphore blanc – utilisé dans les armes incendiaires et pour fabriquer certains écrans de fumée militaires , s'enflamme spontanément dans l'air ; encore plus toxique
- Siliciure de calcium - utilisé dans certaines compositions spéciales
- Trisulfure d'antimoine – promoteur d'allumage ; la poudre fine augmente la sensibilité, aiguise le boom des saluts; toxique et sensible à l'électricité statique; émet une lumière blanche brillante, cristaux également utilisés comme combustible dans les compositions de paillettes et dans les comètes blanches et les étoiles pyrotechniques. Sensible aux frottements et aux chocs ; le degré de sensibilisation dépend du comburant (sensible au frottement et au choc avec le chlorate de potassium, frottement avec le perchlorate de potassium, choc avec le perchlorate d'ammonium, et insensible à l'un avec le nitrate de potassium).
- Sulfure d'arsenic ( réalgar ) – toxique, sensible aux chocs et aux frottements. Utilisé pour les compositions de rapport en raison de sa sensibilité au chlorate même en petites quantités. Utilisé dans les compositions de fumée jaune en raison de son faible point d'ébullition.
- Trisulfure de phosphore – utilisé pour faire des allumettes
- Phosphure de calcium - libère de la phosphine lorsqu'il est mouillé, utilisé dans certaines fusées de signalisation navales
- Thiocyanate de potassium
- À base de carbone
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Carbone
- Charbon de bois – fait de faibles étincelles d'or
- Graphite - également utilisé comme opacifiant dans les carburants pour fusées pour empêcher le transfert de chaleur par rayonnement dans les couches inférieures des carburants et éviter les explosions associées
- Noir de carbone - produit des étincelles d'or fin de longue durée dans les feux d'artifice, également utilisé comme opacifiant dans les carburants de fusée
- Asphalte – carburant à base de carbone, également utilisé comme liant. Certaines formes contiennent de l'ammoniac; ne doit pas être combiné avec des chlorates.
- Farine de bois
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Carbone
- Produits chimiques organiques
- Benzoate de sodium – souvent utilisé dans les mélanges à sifflet avec le perchlorate de potassium
- Salicylate de sodium - utilisé dans certains mélanges de sifflets
- Acide gallique – utilisé dans certains mélanges de sifflets ; sensible aux chocs et aux frottements, il existe des alternatives plus sûres
- Picrate de potassium - utilisé dans certaines compositions de sifflets, plus sûr que l'acide gallique mais toujours dangereux, avec des métaux lourds (par exemple le plomb) forme des sels explosifs
- Acide téréphtalique - un carburant dans certaines compositions de fumée
- Heexamine – un carburant accessoire à faible réactivité
- L'anthracène - un carburant dans certaines compositions de fumée, produit de la fumée noire
- Naphtalène - un carburant dans certaines compositions de fumée
- Lactose – utilisé avec le chlorate de potassium dans de nombreuses compositions de fumée ; carburant accessoire à faible réactivité bon marché
- Dextrose - utilisé dans certains combustibles solides pour fusées amateurs
- Saccharose - utilisé dans certaines compositions de fumée
- Sorbitol - utilisé avec le nitrate de potassium comme carburant de fusée solide amateur
- Dextrine – également un liant
- Stéarine , acide stéarique – carburant accessoire, remplaçant possible du charbon de bois et/ou du soufre dans certaines compositions ; allonge les flammes, peut réduire la sensibilité au frottement; agent flegmatisant
- Hexachloroéthane - utilisé dans de nombreuses compositions de fumée militaire
- Polymères et résines organiques, servant aussi parfois de liants
- Téflon , Viton et autres polymères fluorés - travaillant parfois aussi comme oxydant - utilisés dans les compositions pyrolants militaires , par exemple Magnésium/Téflon/Viton ; extrêmement réactif au contact de certaines poudres métalliques fines
- Polybutadiène à terminaison hydroxyle (HTPB), utilisé avec l'aluminium et le nitrate d'ammonium dans les carburants composites pour fusées en tant que carburant et liant
- Polybutadiène à terminaison carboxyle (CTPB), utilisé dans les carburants composites pour fusées comme carburant et liant
- PBAN , utilisé avec l'aluminium et le nitrate d'ammonium dans les carburants composites pour fusées en tant que carburant et liant
- Polysulfure , utilisé dans les carburants composites pour fusées comme carburant et liant
- Polyuréthane , utilisé dans les carburants composites pour fusées comme carburant et liant
- Polyisobutylène
- Nitrocellulose
- Polyéthylène
- Chlorure de polyvinyle , servant également de donneur de chlore et de liant
- Chlorure de polyvinylidène , servant également de donneur de chlore
- Shellac , bon particulièrement pour les compositions de flamme colorée
- La résine Accroides ( gomme rouge ), vitesse de combustion plus élevée que la gomme laque, brûle bien même avec du perchlorate de potassium. Convient pour les étoiles de chrysanthème.
Lorsque des combustibles métalliques sont utilisés, la taille des particules métalliques est importante. Un rapport surface/volume plus important conduit à une réaction plus rapide ; cela signifie que des tailles de particules plus petites produisent une composition à combustion plus rapide. La forme compte aussi. Les particules sphériques, comme celles produites par atomisation du métal fondu, sont indésirables. Les particules fines et plates, comme celles produites par le broyage d'une feuille métallique, ont une surface de réaction plus élevée et sont donc idéales lorsqu'une réaction plus rapide est souhaitée. L'utilisation de nanoparticules peut affecter considérablement les vitesses de réaction ; les composites intermoléculaires métastables exploitent cela.
Un combustible métallique approprié peut être dangereux en soi, même avant d'être mélangé à un comburant. Une manipulation soigneuse est nécessaire pour éviter la production de poudres métalliques pyrophoriques .
Oxydants
Les perchlorates , les chlorates et les nitrates sont les oxydants les plus couramment utilisés pour les poudres flash. D'autres possibilités incluent les permanganates , les chromates et certains oxydes . Généralement, moins il y a d'oxydant, plus la combustion est lente et plus la lumière produite. Pour une utilisation à très haute température, les sulfates peuvent être utilisés comme oxydants en combinaison avec des carburants très fortement réducteurs.
Les oxydants utilisés comprennent :
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Perchlorates (servant également de donneurs de chlore) :
- Perchlorate de potassium – commun, relativement stable. Presque non hygroscopique. Faible solubilité dans l'eau. Produit une flamme à haute température et de la fumée de chlorure de potassium. Remplacement plus sûr du chlorate de potassium. Sensible aux chocs au phosphore,
- Perchlorate d'ammonium – l'oxydant le plus courant pour les combustibles solides modernes pour fusées ; plus sensible aux stimuli mécaniques que le perchlorate de potassium. Peu fréquent dans les feux d'artifice; crée une flamme chaude, améliore les colorants de baryum, strontium et cuivre en agissant comme un donneur de chlore. Réagit avec le magnésium lorsqu'il est mouillé et libère de la chaleur et de l'ammoniac, peut s'auto-enflammer. Au contact du nitrate de potassium (par exemple en poudre noire) produit du perchlorate de potassium et du nitrate d'ammonium hygroscopique ; pas de telle réaction avec le nitrate de sodium. Réagit avec le chlorate de potassium, produisant du chlorate d'ammonium instable et se décomposant progressivement ; une telle combinaison doit être évitée.
- Perchlorate de nitronium
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Chlorates (servant également de donneurs de chlore, incompatibles avec les sels d'ammonium en raison de la formation de chlorate d'ammonium explosif instable , incompatible avec le soufre et d'autres produits chimiques acides en raison de la production de dioxyde de chlore qui s'enflamme spontanément ; très dangereux avec le phosphore ; ne doit pas être combiné avec des carburants/liants hydrocarbonés , p.ex. asphalte ou gomme arabique ; devraient être remplacés par des perchlorates plus sûrs dans la mesure du possible) :
- Chlorate de potassium – beaucoup moins stable que le perchlorate, dangereux, à éviter si possible. Vitesse de combustion élevée, allumage facile. Légèrement plus hygroscopique que le nitrate de potassium. Produit de la fumée de chlorure de potassium. Peut agir comme donneur de chlore. Haute sensibilité aux chocs et au frottement avec le soufre et les sulfures. Avec des sels d'ammonium, produit du chlorate d'ammonium instable. Utilisé dans les compositions de têtes d'allumettes, certaines fumées colorées , et les petits pétards et casquettes de jouets.
- Chlorate de baryum – sert également de colorant vert dans les feux d'artifice ; sensible, mieux vaut éviter. Presque non hygroscopique. Les compositions peuvent s'enflammer spontanément au soleil. Très bon colorant vert, même dans des flammes à basse température.
- Chlorate de sodium – beaucoup moins stable que le perchlorate, dangereux, sert également de colorant jaune, hygroscopique
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Nitrates (lors du mélange avec de l'aluminium, de l'acide borique doit être ajouté comme stabilisant) :
- Nitrate de potassium – très courant, utilisé dans la poudre noire et dans une grande variété de compositions. Pas très hygroscopique. À des températures plus basses (avec des combustibles ordinaires comme la colophane ou la gomme laque) pas très efficace, ne brûle pas bien, produit du nitrite de potassium. À des températures plus élevées, avec du charbon et du soufre ou avec du magnésium, se décompose bien. Ne produit pas une température suffisante pour faire des flammes colorées, sauf lorsque du magnésium est ajouté. Fait de bonnes étincelles. La présence de poussière rend la poussière dangereuse et très inflammable.
- Nitrate de sodium – également un colorant jaune, hygroscopique. Donne une lumière jaune intense, utilisée pour les compositions d'éclairage. La présence de poussière rend la poussière dangereuse. A des températures plus basses produit des cendres de nitrite, à des températures plus élevées se décompose complètement.
- Nitrate de calcium – également un colorant rouge-orange.
- Nitrate d'ammonium – utilisé dans certains propergols composites moins courants pour fusées, hygroscopiques, se décompose à trop basse température ; à sec réagit avec Al, Zn, Pb, Sb, Bi, Ni, Cu, Ag, Cd; lorsqu'il est mouillé, réagit également avec Fe. Forme un composé explosif avec le cuivre.
- Nitrate de baryum - oxydant/colorant le plus courant pour les couleurs vertes et blanches, mais avec un effet colorant assez faible ; nécessite un donneur de chlore. Également utilisé dans les poudres flash et certaines fusées éclairantes infrarouges militaires. Le baryum sert également de stabilisant pour les mélanges ; se décompose à des températures plus élevées que les nitrates de métaux plus légers et favorise des températures de combustion plus élevées. Avec l'aluminium produit des étincelles d'argent brillant; lorsqu'il est utilisé avec de l'aluminium, il est conseillé d'ajouter de l'acide borique comme stabilisant. Pas très hygroscopique.
- Nitrate de strontium - oxydant/colorant le plus courant pour les couleurs rouges dans les fusées éclairantes, les incendies et les étoiles ; le strontium sert également de stabilisant pour les mélanges. À des températures plus basses (avec des combustibles organiques) produit des cendres de nitrite de strontium qui peuvent étouffer la flamme ; se décompose complètement à des températures plus élevées (avec du magnésium). Colorant pour flammes à basse température, colorant et oxydant pour flammes chaudes.
- Nitrate de césium - utilisé dans certaines compositions de fusées infrarouges militaires
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Permanganates :
- Permanganate de potassium - utilisé dans les premiers mélanges, maintenant considéré comme sensible et instable
- Permanganate d'ammonium – un explosif modérément puissant
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Chromes :
- Chromate de baryum - utilisé dans les compositions de retard, par exemple dans les fusées de feux d'artifice
- Chromate de plomb - utilisé dans les compositions de retard
- Bichromate de potassium – utilisé rarement comme oxydant ; peut être utilisé comme traitement de surface pour la passivation des particules de magnésium, également comme catalyseur et dans certaines allumettes ; perchlorate de potassium souvent ajouté
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Oxydes et peroxydes :
- Peroxyde de baryum - instable, se décompose spontanément, les compositions le contenant ne doivent pas être stockées
- Peroxyde de strontium
- Tétroxyde de plomb – polyvalent mais toxique
- Dioxyde de plomb - utilisé dans des compositions sensibles au frottement, par exemple des allumettes
- Trioxyde de bismuth - utilisé comme alternative sûre au tétroxyde de plomb dans certaines compositions
- Oxyde de fer (III) – un oxydant à haute température, un catalyseur
- Oxyde de fer (II, III) – un oxydant dans la thermite et la thermate
- Oxyde de manganèse (IV) - un oxydant dans la thermite de manganèse, un catalyseur
- Oxyde de chrome (III) – un oxydant dans la thermite de chrome
- Oxyde d'étain (IV) - un oxydant dans certaines charges de retard
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Sulfates (les réactions nécessitent des températures élevées et des combustibles fortement réducteurs) :
- Sulfate de baryum - un oxydant à haute température pour, par exemple, des compositions stroboscopiques, un colorant vert
- Sulfate de calcium – un oxydant à haute température pour, par exemple, des compositions stroboscopiques, un colorant rouge-orange.
- Sulfate de potassium – un oxydant à haute température, un colorant violet
- Sulfate de sodium – un oxydant à haute température, un colorant jaune
- Sulfate de strontium – un oxydant à haute température, un colorant rouge
- Produits chimiques organiques
- Nitrate de guanidine - utilisé dans certains carburants de fusée haute puissance, propulseurs et compositions de feux d'artifice bleus
- Hexanitroéthane - utilisé dans certaines compositions militaires spéciales
- Cyclotriméthylène trinitramine - utilisé dans certains propulseurs à double base
- Cyclotétraméthylène tétranitramine - utilisé dans certains propulseurs à double base
- Autres
- Soufre – oxydant pour le zinc dans les combustibles zinc-soufre
- Teflon – oxydant pour certains combustibles métalliques
- Bore – oxydant pour le titane, formant du diborure de titane
Les sels de sodium correspondants peuvent être remplacés par ceux de potassium.
Additifs
- Liquides de refroidissement . Dans certains cas, il est nécessaire d'abaisser la température de combustion du mélange et/ou de ralentir la vitesse de réaction. À cette fin, des matériaux inertes (par exemple argile , terre de diatomées , alumine , silice , oxyde de magnésium ou autres) ou des matériaux à décomposition endothermique (par exemple des carbonates ) sont ajoutés. L'oxamide est utilisé comme suppresseur de vitesse de combustion à haute performance dans certaines compositions propulsives. Le carbonate de strontium est utilisé comme ignifuge dans certaines poudres à canon.
- Anti-flammes . Le nitrate de potassium et le sulfate de potassium sont couramment utilisés.
- Opacifiants . Certains propergols solides ont des problèmes de transfert de chaleur radiative à travers le matériau, ce qui peut entraîner une explosion. Le noir de carbone et le graphite sont souvent utilisés pour inhiber cet effet.
- Colorants , parfois en combinaison avec des sources de chlore . Habituellement des sels de métaux appropriés, souvent du baryum , du strontium , du calcium , du sodium , du cuivre , etc. Le sel peut simultanément servir d'oxydant. Le cuivre métallique peut également être utilisé. L'acétoarsénite de cuivre avec le perchlorate de potassium fournit le bleu le plus riche.
- Donneurs de chlore . Utilisé avec des colorants. Dans certains cas, l'espèce émettrice de couleur est moléculaire et non atomique. C'est le cas des flammes pyrotechniques bleues où l'espèce émettrice est le monochlorure de cuivre. De plus, certains émetteurs moléculaires de chlorure sont beaucoup plus puissants que les oxydes du même élément, comme dans le cas du baryum et du strontium. Le chlorure de polyvinyle , chlorure de polyvinylidène , Saran , les paraffines chlorées , chloré en caoutchouc (par exemple Parlon ), l' hexachloroéthane , l' hexachlorobenzène (plus de chlore commun donneur jusqu'aux années 1970, maintenant rarement utilisé), et d'autres chlorures organiques et inorganiques des chlorures (par exemple le chlorure d' ammonium , le chlorure mercureux ) sont utilisés comme donneurs de chlore. Les perchlorates et les chlorates jouent ce rôle ainsi que leur utilisation principale en tant qu'oxydants. Les donneurs de chlore sont souvent également utilisés dans les compositions de fumée , par exemple l' hexachloroéthane avec l'oxyde de zinc pour produire de la fumée à base de chlorure de zinc .
- Catalyseurs . Les formules propulsives nécessitent souvent un catalyseur pour brûler plus rapidement et de manière plus stable. Les ions et complexes de métaux de transition ont tendance à être utilisés. Certains oxydants servent souvent de catalyseurs. Par exemple, le dichromate d'ammonium est utilisé comme catalyseur dans les formules de propulseur à base de nitrate d'ammonium. D'autres catalyseurs sont par exemple l'oxyde de fer (III) , l'oxyde ferrique hydraté, le dioxyde de manganèse , le dichromate de potassium , le chromite de cuivre , le salicylate de plomb , le stéarate de plomb , le 2-éthylhexoate de plomb , le salicylate de cuivre , le stéarate de cuivre , le fluorure de lithium , le n-butyl ferrocène , le di- n-butyl ferrocène .
- Stabilisateurs . Certains mélanges, par exemple contenant des chlorates, ont tendance à se dégrader et à créer des sous-produits acides. Des carbonates (par exemple du carbonate de sodium , de calcium ou de baryum ) ou d'autres matériaux légèrement alcalins peuvent être ajoutés pour piéger ces acides. L'acide borique peut être utilisé pour inhiber la sensibilité de l'aluminium à l'humidité et pour stabiliser les mélanges de métaux avec des nitrates (qui peuvent sinon former des amides qui réagissent de manière exothermique avec les métaux et peuvent provoquer une initiation spontanée). De nombreuses amines organiques nitrées sont également utilisées comme stabilisants, par exemple la 2-nitrodiphénylamine . La vaseline , l'huile de ricin , l'huile de lin , etc. peuvent être utilisées comme stabilisants, également pour ajouter de l'hydrophobie aux particules et protéger les métaux (en particulier le fer et le magnésium) de la corrosion. La centralite d'éthyle et la 2-nitrodiphénylamine sont utilisées dans certains propulseurs de fusée.
- Antiagglomérants . Par exemple la silice fumée . Pour les compositions en poudre, par exemple la poudre éclair ou la poudre à canon . Le graphite est utilisé dans certains cas pour enrober les grains, les lubrifier et dissiper l'électricité statique . Le carbonate de magnésium est également utilisé, ainsi que sa fonction de stabilisateur de carbonate.
- Reliures . Souvent , des gommes et des résines , par exemple la gomme arabique , la gomme rouge , la gomme de guar , copal , la carboxyméthylcellulose , la nitrocellulose ,riz amidon , amidon de maïs , la gomme laque , la dextrine . Les liants peuvent également servir de combustibles. Le camphre peut être utilisé comme plastifiant . Les liants sont utilisés dans la fabrication de compositions compactes, par exemple des étoiles pyrotechniques . Les polymères comme le HTPB et le PBAN sont souvent utilisés pour les carburants de fusée. D'autres polymères utilisés sont par exemple le polyéthylène ou le chlorure de polyvinyle peut également être rencontré.
- Plastifiants . Améliorer les propriétés mécaniques des particules propulsives. Pour les propergols composites pour fusées, l' adipate de dioctyle , le pélargonate d'isodécyle et le phtalate de dioctyle sont souvent utilisés. Les plastifiants peuvent également être d' autres matériaux énergétiques (communs dans les poudres sans fumée), par exemple la nitroglycérine , le trinitrate de butanetriol , le dinitrotoluène , le trinitrate de triméthyloléthane , le dinitrate de diéthylèneglycol , le dinitrate de triéthylèneglycol , le bis(2,2-dinitropropyl)formal , le bis(2,2-dinitropropyl ) acétal , 2,2,2-trinitroéthyl 2-nitroxyéthyl éther , et autres.
- Agents de durcissement et de réticulation . Utilisé pour durcir le composant polymère des propergols composites pour fusées. Ils comprennent la paraquinone dioxime , le toluène-2,4-diisocyanate , le tris(1-(2-méthyl) aziridinyl) phosphine oxyde , le N,N,O-tri(1,2-époxy propyl)-4-aminophénol et l' isophorone diisocyanate .
- Agents de liaison . Utilisé pour augmenter le niveau de liaison entre le liant et les particules de combustible/comburant. Ils comprennent l' oxyde de tris(1-(2-méthyl)azirinidyl)phosphine et la triéthanolamine .