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KR101532637B1 - 고체 추진제 바인더 및 그 제조방법 - Google Patents

고체 추진제 바인더 및 그 제조방법 Download PDF

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KR101532637B1
KR101532637B1 KR1020130023543A KR20130023543A KR101532637B1 KR 101532637 B1 KR101532637 B1 KR 101532637B1 KR 1020130023543 A KR1020130023543 A KR 1020130023543A KR 20130023543 A KR20130023543 A KR 20130023543A KR 101532637 B1 KR101532637 B1 KR 101532637B1
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Abstract

본 발명은, 수분에 민감하지 않고, 촉매나 용매의 사용 없이 제조되며 고물성을 갖는 고체 추진제 바인더를 제공한다. 고체 추진제 바인더는 C2H4O, C4H6O, 및 폴리카프로락톤 에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고 두 말단에 아지드기를 구비하는 프리폴리머, C2H4O, C4H6O, 및 폴리카프로락톤 에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고 세 개 또는 네 개의 말단에 아지드기를 구비하는 가교제, 및 지방족 화합물, 방향족 화합물 및 폴리카프로락톤 에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고 상기 프리폴리머의 아지드기 또는 상기 가교제의 아지드기와 반응하여 트리아졸 결합을 형성하도록 각 말단에 에티닐기를 구비하는 경화제를 포함한다.

Description

고체 추진제 바인더 및 그 제조방법{SOLID PROPELLANT BINDER AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 트리아졸 경화 시스템이 적용된 혼합형 고체 추진제 바인더 및 그 제조방법에 관한 것이다.
혼합형 고체 추진제는 ⅰ) 추진제가 연소될 수 있도록 산소를 공급해 주는 고체 성분의 산화제, ⅱ) 추진제의 연소시 높은 에너지를 방출시키는 금속(환원제) 연료 분말, ⅲ) 산화제와 연료를 물리적으로 결합시켜주는 바인더(결합제, 폴리머 매트릭스)로 이루어져 있다. 혼합형 고체 추진제는 고체 산화제가 폴리머 매트릭스에 충전되어 있으며, 주로 로켓용 추진제에 적용되고 있다.
바인더는 혼합형 추진제의 주요 성분으로 몇가지 중요한 역할을 담당한다. 첫째는 추진제를 탄성체의 매트릭스로 형성하여 넓은 범위의 온도 하에서 노출되어 있는 추진제 그레인이 만족할만한 기계적 성질을 유지시키도록 한다. 또한, 추진제 연소시 추진력 발생에 필요한 연소성 물질로 작용한다.
1950년대 중반에 연구된 이래로 지금까지도 가장 대중적으로 쓰이는 고체 로켓 추진제 시스템은 하이드록시기로 처리된 폴리머와 폴리이소시아네아트 경화제 사이의 우레탄 반응을 이용한 폴리우레탄 네트워크 시스템이다. 폴리우레탄 네트워크 시스템은 우수한 기계적 물성을 나타내며 가공성과 노화 특성에서도 뛰어난 특성을 나타내어 폴리우레탄 네트워크 시스템 이전의 카르복실기로 처리된 폴리머와 폴리에폭사이드를 이용한 시스템을 대체한 기술이다.
하지만, 바인더의 적용에 있어서 수분에 매우 민감한 폴리우레탄 네트워크 시스템은 수분에 의한 가수분해 등의 의도하지 않은 부반응에 의해 기계적 물성이 저하될 수 있어 고체 로켓 추진제 제작시 추진제의 성분 및 제작 공정 환경 등 모든 요소에서 강력한 수분제거 공정이 요구되는 어려움이 있다.
그리고, 환경오염을 유발하는 암모늄 퍼클로레이트(AP) 산화제의 대체품으로 개발된 무연-비염소계 산화제인 암모늄 디아니트라마이드(ADN)을 폴리우레탄 네트워크 시스템에 적용할 경우 경화과정 중 기체상 생성물을 형성하는 등 심각한 호환성 문제를 야기한다고 알려져 있다.
이에 따라, 폴리우레탄 네트워크 시스템에서 제기된 문제를 해결하여 폴리우레탄 네트워크 시스템을 대체할만한 고체 추진제 바인더에 대하여 고려될 수 있다.
본 발명의 일 목적은 수분에 민감하지 않은 고체 추진제 바인더를 개시하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은 배기가스를 무연화시킬 수 있는 무연-비염소계 산화제의 적용과 고에너지 추진제에 사용될 수 있는 고체 추진제 바인더를 제안하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은 촉매나 용매를 사용하지 않고, 50~60℃의 온도 조건에서 우수한 기계적 물성을 나타내는 고체 추진제 바인더 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 고체 추진제 바인더는, C2H4O, C4H8O 및 폴리카프로락톤 에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고 두 말단에 아지드기를 구비하는 프리폴리머, C2H4O, C4H8O 및 폴리카프로락톤 에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고 세 개 또는 네 개의 말단에 아지드기를 구비하는 가교제, 및 지방족 화합물, 방향족 화합물 및 폴리카프로락톤 에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고 상기 프리폴리머의 아지드기 또는 상기 가교제의 아지드기와 반응하여 트리아졸 결합을 형성하도록 각 말단에 에티닐기를 구비하는 경화제를 포함한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 가교제는 상기 프리폴리머 100중량부에 대하여 10~50 중량부를 포함한다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 아지드기에 대한 상기 에티닐기의 당량비(-C≡CH / -N3)는 0.5~1.5이다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 프리폴리머는 하기 화학식 1로 표시된다.
Figure 112013019378141-pat00001
상기 화학식 1에서 X, Y는 아지드기; R1은 C6H10O2(개환된 카프로락톤); R2는 C2H4O, C4H8O로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나; n, m, l은 각각 R1, R2, R1의 반복 단위 수이며, n과 l은 0일 수 있다.
상기 프리폴리머의 수평균 분자량은 1,000~100,000g/㏖일 수 있다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 가교제는 하기 화학식 2로 표시된다.
Figure 112013019378141-pat00002
상기 화학식 2에서 X', Y'는 아지드기; R'는 C6H10O2(개환된 카프로락톤); R2'는 C2H4O, C4H8O로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나; n',m',l'는 각각 R1', R2', R1'의 반복 단위 수이며 n'과 l'는 0일 수 있고; o'는 갈래(분지)의 수이며, o'는 3 또는 4이다.
상기 가교제의 수평균 분자량은 200~3,000g/㏖일 수 있다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 경화제는 하기 화학식 3으로 표된다.
Figure 112013019378141-pat00003
상기 화학식 3에서 X", Y"는 카르보닐기를 가지는 에티닐기; R1"는 C6H10O2(개환된 카프로락톤); R2"는 지방족 화합물 또는 방향족 화합물; n", m", l"은 각각 R1", R2", R1"의 반복 단위 수이며, n"와 l"는 0일 수 있고; o"는 갈래(분지)의 수이며, o"는 2, 3 또는 4이다.
상기 경화제는 하기 화학식 4로 표시될 수 있으며, 화학식 4로 표시되는 경화제의 분자량은 100~1,000g/㏖일 수 있다.
Figure 112013019378141-pat00004
또한, 상기 경화제는 하기 화학식 5로 표시될 수 있으며, 화학식 5로 표시되는 경화제의 분자량은 100~1,000/㏖일 수 있다.
Figure 112015007551749-pat00020
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 고체 추진제 바인더는 하기 화학식 6으로 표시될 수 있다.
Figure 112015007551749-pat00021
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 고체 추진제 바인더는 하기 화학식 7로 표시될 수 있다.
Figure 112015007551749-pat00022
또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명은 고체 추진제 바인더의 제조방법을 개시한다. 고체 추진제 바인더의 제조방법은, 프리폴리머, 가교제 및 경화제를 기설정된 온도조건에서 혼합하여 혼합물을 생성하는 단계, 상기 혼합물을 응고시키는 단계, 및 상기 프리폴리머 또는 상기 가교제의 아지드기와 상기 경화제의 에티닐기가 반응하여 트리아졸 결합을 형성하도록 응고된 혼합물을 50~60℃에서 유지시키는 단계를 포함하며, 상기 프리폴리머는 C2H4O, C4H6O, 및 폴리카프로락톤 에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고 두 말단에 아지드기를 구비하며, 상기 가교제는 C2H4O, C4H6O, 및 폴리카프로락톤 에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고 세 개 또는 네 개의 말단에 아지드기를 구비하며, 상기 경화제는 지방족 화합물, 방향족 화합물, 폴리카프로락톤 에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고 각 말단에 에티닐기를 구비한다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 고체 추진제 바인더는 수분에 민감하지 않으므로 가수분해 등의 부반응 문제가 해결되어 종래의 폴리우레탄 경화 시스템에서 문제가 되었던 비염소계 산화제를 혼합형 고체 추진제의 제조 과정에 적용할 수 있게 된다.
또한 본 발명은, 촉매나 용매와 같은 물질을 사용하지 않으므로 친환경적이다.
또한 본 발명은, 가교제 및 경화제의 비율에 따라 반응속도를 조절할 수 있으므로 최적의 경화조건뿐만 아니라 사용자가 필요로 하는 물성이 반영된 다양한 조건의 고체 추진제 바인더를 제조할 수 있다.
또한 본 발명은, 고체 추진제 바인더는 높은 가교도와 탄성율로 인해 고에너지 함유 혼합형 고체 추진제에 적용할 수 있는 우수한 기계적 물성을 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 고체 추진제 바인더의 시간별 경화 거동을 나타내는 적외선 분광 스펙트럼 결과.
이하, 본 발명에 관련된 고체 추진제 바인더에 대하여 실시예를 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대한 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
본 발명의 고체 추진제 바인더는 촉매나 용매를 사용하지 않고, 수분에 민감하지 않은 트리아졸 경화 시스템을 사용하여 제조된 것으로 프리폴리머, 가교제, 경화제를 포함한다. 트리아졸 경화 시스템을 사용한 고체 추진제 바인더는 프리폴리머, 가교제, 경화제의 혼합 비율에 따라 가교 속도나 기계적 물성이 다르게 나타나며, 프리폴리머나 가교제의 아지드기와 경화제의 에티닐기 근처에 구성되어 잇는 화학구조 및 말단기 수, 그리고 경화제의 형태(단분자 또는 올리고머)에 따라 가교 속도나 기계적 물성에 차이가 발생한다.
프리폴리머(P)는 C2H4O, C4H8O, 및 폴리카프로락톤 에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고, 두 말단에 아지드기(-N3)를 구비한다. 프리폴리머는 고분자, 올리고머, 혼성 중합체로 존재할 수 있으며, 아지드기를 포함하는 폴리머는 선형 중합체로 이루어진다.
상기 C2H4O는 화학식 8의 분자구조를 갖는다.
Figure 112015007551749-pat00023
상기 C4H8O는 화학식 9의 분자구조를 갖는다.
Figure 112015007551749-pat00024
폴리카프로락톤 에테르란 개환된 카프로락톤과 에테르 구조를 갖는 화합물을 의미하며, 에테르 구조는 화학식 8 또는 화학식 9를 의미한다. 이 명세서에서는 개환된 카프로락톤과 에테르 구조를 갖는 화합물을 폴리카프로락톤 에테르로 축약하여 명명한다.
화학식 10은 프리폴리머의 분자구조를 나타내며, 화학식 10에 따른 프리폴리머의 수평균 분자량은 1,000~100,000g/㏖이다.
Figure 112013019378141-pat00008
상기 화학식 10에서 X, Y는 아지드기; R1은 C6H10O2(개환된 카프로락톤); R2는 화학식 8의 분자구조를 갖는 C2H4O, 화학식 9의 분자구조를 갖는 C4H8O로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나; n, m, l은 각각 R1, R2, R1의 반복 단위 수이며, n과 l은 0 또는 자연수, m은 자연수다.
가교제(C)는 C2H4O, C4H8O, 및 폴리카프로락톤 에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고, 세 개 또는 네 개의 말단에 아지드기(-N3)를 구비한다. 가교제는 고분자, 올리고머, 혼성 중합체로 존재할 수 있으며, 아지드기를 구비하는 가교제는 갈래(분지) 중합체로 이루어진다.
상기 C2H4O는 화학식 8의 분자구조를 갖는다. 상기 C4H8O는 화학식 9의 분자구조를 갖는다. 폴리카프로락톤 에테르란 개환된 카프로락톤과 에테르 구조를 갖는 화합물을 의미하며, 에테르 구조는 화학식 8 또는 화학식 9를 의미한다.
화학식 11은 가교제의 분자구조를 나타내며, 화학식 11에 따른 가교제의 수평균 분자량은 200~3,000g/㏖이다.
Figure 112013019378141-pat00009
상기 화학식 11에서 X', Y'는 아지드기; R'는 C6H10O2(개환된 카프로락톤); R2'는 화학식 8의 분자구조는 갖는 C2H4O, 화학식 9의 분자구조를 갖는 C4H8O로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나; n',m',l'는 각각 R1', R2', R1'의 반복 단위 수이며 n'과 l'는 0 또는 자연수, m'는 자연수고; o'는 갈래(분지)의 수이며, o'는 3 또는 4이다.
경화제(U)는 지방족 화합물, 방향족 화합물 및 폴리카프로락톤 에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고, 상기 프리폴리머의 아지드기 또는 상기 가교제의 아지드기와 반응하여 트리아졸 결합을 형성하도록 각 말단에 에티닐기(C≡C)를 구비한다. 경화제는 올리고머 또는 단량체로 존재할 수 있다.
폴리카프로락톤 에테르란 개환된 카프로락톤과 에테르 구조를 갖는 화합물을 의미하며, 에테르 구조는 화학식 8 또는 화학식 9를 의미한다.
화학식 12는 경화제의 분자구조를 나타낸다.
Figure 112013019378141-pat00010
상기 화학식 12에서 X", Y"는 카르보닐기를 가지는 에티닐기; R1"는 C6H10O2(개환된 카프로락톤); R2"는 지방족 화합물 또는 방향족 화합물; n", m", l"은 각각 R1", R2", R1"의 반복 단위 수이며, n"와 l"는 0 또는 자연수, m"는 자연수고; o"는 갈래(분지)의 수이며, o"는 2, 3 또는 4이다.
상기 화학식 12에서 n"와 l"가 0인 경우, 경화제는 각 말단에 에티닐기를 구비하고, 지방족 화합물 또는 방향족 화합물을 포함하는 단량체이다. 이하에서는 n"와 l"가 0인 경우와 0이 아닌 경우를 나누어 설명한다.
n"와 l"가 0인 경우(U1), 경화제는 지방족 화합물 또는 방향족 화합물을 포함하며, 말단에 에티닐기를 구비한다. 이 경우 지방족 화합물은 C2H4O2가 될 수 있다. 화학식 13은 n"와 l"가 0인 경우를 나타내며, 화합물 명칭은 1,1'-(1,2-에탄디일)에스테르 (1,1'-(1,2-ethanediyl)ester)이고, 분자량은 100~1,000g/㏖이다.
Figure 112013019378141-pat00011
n"와 l"가 0이 아닌 경우(U2), 경화제는 지방족 화합물 또는 방향족 화합물, 폴리카프로락톤 에테르를 포함하며, 말단에 에티닐기를 구비한다. 이 경우 지방족 화합물은 C4H8O, C2H4O 중 어느 하나가 될 수 있다. 화학식 14는 n"와 l"가 0이 아닌 경우를 나타내며, 화합물 명칭은 1,1'-(폴리카프로락톤 에테르)에스테르 올리고머 (1,1'-(polycaprolactone ether)ester) oligomer)이며, 분자량은 100~1,000g/㏖이다.
Figure 112015007551749-pat00025
이하에서는, 상기 프리폴리머, 가교제, 경화제를 포함하는 고체 추진제 바인더에 대하여 실시예 1 내지 6을 통해 구체적으로 설명한다.
표 1은 실시예 1 내지 6에 사용된 프리폴리머, 가교제, 경화제의 물질정보를 나타낸 것이고, 표 2는 고체 추진제 바인더의 각 실시예에 대하여 정리한 것이다.

물질정보
프리폴리머(P)
가교제(C)
 경화제(U, 화학식 3)
n", l"가 0인 경우(U1) n", l"가 0이 아닌 경우(U2)
화학식 화학식 1 화학식 2 화학식 4 화학식 5
분자량(g/㏖) 3505.026 975.038 166.133 634.065
인덱스(eq/㎏) 0.656 3.077 12.039 3.154
구분
 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6
(P+C+U1) (P+C+U2)
당량비 -C≡CH / -N3 = 1.1
프리폴리머 대비
가교제 함량 (중량%)		 20 30 40 20 30 40
각 실시예들은 상기 표 1에 기재된 물질들을 표 2에 기재된 당량 및 함량비로 혼합하여 고체 추진제 바인더를 제조하였다. 실시예 1 내지 3은 화학식10의 프리폴리머(P), 화학식 11의 가교제(C), 화학식 13의 경화제(U1)를 포함하며, 실시예 1 내지 3에 의해 제조된 고체 추진제 바인더의 분자구조는 화학식 15에 나타내었다.
Figure 112015007551749-pat00026
실시예 4 내지 6은 화학식 10의 프리폴리머(P), 화학식 11의 가교제(C), 화학식 14의 경화제(U2)를 포함하며, 실시예 4 내지 6에 의해 제조된 고체 추진제 바인더의 분자구조는 화학식 16에 나타내었다.
Figure 112015007551749-pat00027
상기 화학식 15 또는 14에 도시된 바와 같이 본원발명의 고체 추진제 바인더는 촉매나 용매 없이 가열에 의해 아지드기와 에티닐기 사이에서 일어나는 1,3-이극성 고리첨가반응에 의해 트리아졸 결합을 형성함으로써 제조된다. 트리아졸 결합은 1,5-치환 그리고 1,4 치환된 2종의 구조이성질체로 구성된다.
각 실시예에 따른 고체 추진제 바인더의 제조방법은, 프리폴리머, 가교제 및 경화제를 기설정된 온도조건에서 혼합하여 혼합물을 생성하는 단계, 상기 혼합물을 응고시키는 단계, 및 상기 프리폴리머 또는 상기 가교제의 아지드기와 상기 경화제의 에티닐기가 반응하여 트리아졸 결합을 형성하도록 응고된 혼합물을 50~60℃에서 유지시키는 단계를 포함한다.
이에 따라, 20㎖의 바이알병에 각각의 물질들을 투입하고, 55℃ 조건으로 로타리식 증발건조기에서 30분간 기포를 제거함과 동시에 혼합하여 혼합물을 생성하였고, 혼합물을 알루미늄 플레이트에 부어서 응고시킨 후, 52℃ 오븐에서 유지시켰다.
그리고 이렇게 제조된 각 실시예들의 고체 추진제 바인더의 시간별 경화 거동을 관찰하기 위해서 적외선 분광 스펙트럼(FTIR/ATR법)으로, 0, 2, 4, 6, 24, 48, 72, 120, 144, 168 시간마다 7일간 측정하여, 반응에 참여하지 않는 sp3 C-H 영역 피크(2710~3045cm-1) 면적 대비 반응이 진행됨에 따라 감소하는 아지드와 에티닐 영역 피크(2030~2260cm-1)의 면적 비율로 경화 정도를 표 3에 나타내었다.
한편, 각 실시예들의 고체 추진제 바인더들을 52℃에서 7일동안 주형틀에서 압착주조하여 ISO-37 type 4 규격에 준하는 아령형 시편을 제조하여 만능재료시험기(UTM; universal testing machine)으로 52℃ 분위기에서 50㎜/min의 속도로 응력 변형 및 탄성율을 측정하여 표 3에 같이 나타내었다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6
최종 전환율(7일, %) 99.06 97.78 98.25 97.97 98.49 97.87
경화시간(hour) 83.15 64.48 62.79 105.21 89.94 74.67
100%모듈러스 (bar) 2.19 4.00 5.66 1.63 3.41 3.75
300%모듈러스 (bar) 4.79 9.30 - 3.08 - -
연신율 (%) 594.05 355.29 192.81 793.48 262.71 209.67
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 고체 추진제 바인더의 시간별 경화 거동을 나타내는 적외선 분광 스펙트럼 결과이다. 도 1에 도시된 적외선 분광 스펙트럼 결과는 0, 2, 4, 6, 24, 48, 72, 120, 144, 169 시간별 측정 결과를 겹쳐 높은 것으로 7일동안 경화 거동을 관찰하였다. 반응에 참여하지 않는 sp3 C-H 영역은 피크의 모양이 일치하여 시간이 지나도 변화가 없음을 알 수 있다. 반응에 참여하지 않는 sp3 C-H 영역이란 상기 화학식 10 내지 12에서 프리폴리머(화학식 10)의 R1과 R2, 가교제(화학식 11)의 R1'와 R2', 경화제(화학식 12)의 R1"과 R2"을 가리킨다.
반면, 아지드기와 에티닐기가 반응하는 영역은 시간이 지남에 따라 피크가 도 1에 표시된 화살표 방향으로 감소하여 트리아졸 결합을 형성함을 알 수 있다. 이처럼 본원발명의 고체 추진제 바인더는 프리폴리머, 가교제, 경화제가 촉매나 용매 없이 각 말단에서만 반응하여 순수한 트리아졸 결합을 형성한다.
도 1에 도시된 적외선 분광 스펙트럼 결과와 표 3의 실시예 1을 참조하면, 아지드기와 에티닐기가 반응하는 영역의 피크의 면적이 시간의 경과에 따라 줄어들어 최종적으로 7일 후에 99.06%가 전환되었음을 알 수 있다. 그리고 이때 경화 시간은 83.15시간이 소요되었다.
실시예 2 내지 실시예 6에 따른 고체 추진제 바인더의 경우도 도 1에 도시된 실시예 1의 결과와 거의 동일한 결과를 나타내었으며, 나머지 물성은 표 3에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 고체 추진제 바인더는 수분에 민감하지 않으면서, 촉매나 용매를 사용하지 않으며, 표 3에 도시된 바와 같이 50~60℃의 조건에서 우수한 기계적 물성을 나타낸다.
이상에서 설명된 고체 추진제 바인더 및 그 제조방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (15)

  1. (a1) 화학식 8의 분자구조를 갖는 C2H4O, (a2) 화학식 9의 분자구조를 갖는 C4H8O 및 (a3) 개환된 카프로락톤과 화학식 8 또는 화학식 9의 에테르 구조를 갖는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고, 두 말단에 아지드기를 구비하는 프리폴리머;
    (b1) 화학식 8의 분자구조를 갖는 C2H4O, (b2) 화학식 9의 분자구조를 갖는 C4H8O 및 (b3) 개환된 카프로락톤과 화학식 8 또는 화학식 9의 에테르 구조를 갖는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고, 세 개 또는 네 개의 말단에 아지드기를 구비하는 가교제; 및
    (c1) 지방족 화합물, (c2) 방향족 화합물 및 (c3) 개환된 카프로락톤과 화학식 8 또는 화학식 9의 에테르 구조를 갖는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고, 상기 프리폴리머의 아지드기 또는 상기 가교제의 아지드기와 반응하여 트리아졸 결합을 형성하도록 각 말단에 에티닐기를 구비하는 경화제;를 반응시켜 결합된 고체 추진제 바인더.
    [화학식 8]
    Figure 112015007551749-pat00028

    [화학식 9]
    Figure 112015007551749-pat00029
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가교제는 상기 프리폴리머 100중량부에 대하여 10~50 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 추진제 바인더.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아지드기에 대한 상기 에티닐기의 당량비(-C≡CH / -N3)는 0.5~1.5인 것을 특징으로 하는 고체 추진제 바인더.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프리폴리머는 하기 화학식 10으로 표시되는 것을 특징으로 하는 고체 추진제 바인더.
    [화학식 10]
    Figure 112015007551749-pat00030

    상기 화학식 10에서 X, Y는 아지드기; R1은 C6H10O2(개환된 카프로락톤); R2는 상기 화학식 8의 분자구조를 갖는 C2H4O, 상기 화학식 9의 분자구조를 갖는 C4H8O로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나; n, m, l은 각각 R1, R2, R1의 반복 단위 수이며, n과 l은 0 또는 자연수, m은 자연수다.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프리폴리머의 수평균 분자량은 1,000~100,000g/㏖인 것을 특징으로 하는 고체 추진제 바인더.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가교제는 하기 화학식 11로 표시되는 것을 특징으로 하는 고체 추진제 바인더.
    [화학식 11]
    Figure 112015007551749-pat00031

    상기 화학식 11에서 X', Y'는 아지드기; R1'는 C6H10O2(개환된 카프로락톤); R2'는 상기 화학식 8의 분자구조를 갖는 C2H4O, 상기 화학식 9의 분자구조를 갖는 C4H8O로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나; n',m',l'는 각각 R1', R2', R1'의 반복 단위 수이며, n'과 l'는 0 또는 자연수, m'는 자연수고; o'는 갈래(분지)의 수이며, o'는 3 또는 4이다.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가교제의 수평균 분자량은 200~3,000g/㏖인 것을 특징으로 하는 고체 추진제 바인더.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 경화제는 하기 화학식 12로 표시되는 것을 특징으로 하는 고체 추진제 바인더.
    [화학식 12]
    Figure 112015007551749-pat00032

    상기 화학식 12에서 X", Y"는 카르보닐기를 가지는 에티닐기; R1"는 C6H10O2(개환된 카프로락톤); R2"는 지방족 화합물 또는 방향족 화합물; n", m", l"은 각각 R1", R2", R1"의 반복 단위 수이며, n"와 l"는 0 또는 자연수, m"는 자연수고; o"는 갈래(분지)의 수이며, o"는 2, 3 또는 4이다.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 경화제는 하기 화학식 13으로 표시되는 것을 특징으로 하는 고체 추진제 바인더.
    [화학식 13]
    Figure 112015007551749-pat00015
  10. 제9항에 있어서,
    상기 화학식 13으로 표시되는 경화제의 분자량은 100~1,000g/㏖인 것을 특징으로 하는 고체 추진제 바인더.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 경화제는 하기 화학식 14로 표시되는 것을 특징으로 하는 고체 추진제 바인더.
    [화학식 14]
    Figure 112015007551749-pat00033
  12. 제11항에 있어서,
    상기 화학식 14로 표시되는 경화제의 분자량은 100~1,000g/㏖인 것을 특징으로 하는 고체 추진제 바인더.
  13. 제1항에 있어서,
    프리폴리머, 가교제, 경화제를 반응시킨 고체 추진제 바인더가 하기 화학식 15로 표시되는 것을 특징으로 하는 고체 추진제 바인더.
    [화학식 15]
    Figure 112015007551749-pat00034
  14. 제1항에 있어서,
    프리폴리머, 가교제, 경화제를 반응시킨 고체 추진제 바인더가 하기 화학식 16으로 표시되는 것을 특징으로 하는 고체 추진제 바인더.
    [화학식 16]
    Figure 112015007551749-pat00035
  15. 프리폴리머, 가교제 및 경화제를 반응시켜 결합된 고체 추진제 바인더의 제조방법에 있어서,
    프리폴리머, 가교제 및 경화제를 기설정된 온도조건에서 혼합하여 혼합물을 생성하는 단계;
    상기 혼합물을 응고시키는 단계; 및
    상기 프리폴리머 또는 상기 가교제의 아지드기와 상기 경화제의 에티닐기가 반응하여 트리아졸 결합을 형성하도록 응고된 혼합물을 50~60℃에서 유지시키는 단계를 포함하며,
    상기 프리폴리머는 (a1) 화학식 8의 분자구조를 갖는 C2H4O, (a2) 화학식 9의 분자구조는 갖는 C4H8O 및 (a3) 개환된 카프로락톤과 화학식 8 또는 화학식 9의 에테르 구조를 갖는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고 두 말단에 아지드기를 구비하며,
    상기 가교제는 (b1) 화학식 8의 분자구조를 갖는 C2H4O, (b2) 화학식 9의 분자구조는 갖는 C4H8O 및 (b3) 개환된 카프로락톤과 화학식 8 또는 화학식 9의 에테르 구조를 갖는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고 세 개 또는 네 개의 말단에 아지드기를 구비하며,
    상기 경화제는 (c1) 지방족 화합물, (c2) 방향족 화합물, (c3) 개환된 카프로락톤과 화학식 8 또는 화학식 9의 에테르 구조를 갖는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고 각 말단에 에티닐기를 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 추진제 바인더 제조방법.
    [화학식 8]
    Figure 112015007551749-pat00036

    [화학식 9]
    Figure 112015007551749-pat00037
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