Composition pyrotechnique

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 principaux types de compositions pyrotechniques sont :

• Poudre éclair – brûle très vite, produit des explosions et/ou des éclairs lumineux intenses
• poudre à canon – brûle plus lentement que la poudre éclair, produit une grande quantité de gaz
• propulseurs solides – produisent de grandes quantités 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 de grandes quantités de gaz, soit un volume élevé en peu de temps (pour les actionneurs et les charges d'éjection, utilisant souvent des propulseurs solides) soit un débit contrôlé (par exemple, les générateurs d'oxygène chimique , utilisant souvent des compositions de type thermite)
• charges d'éjection – brûlent rapidement, produisent de grandes quantités de gaz en peu de temps, utilisées pour éjecter les charges utiles des conteneurs
• charges explosives – brûlent rapidement, produisent une grande quantité de gaz en peu de temps, utilisées pour fragmenter un conteneur et éjecter son contenu
• compositions fumigènes – brûlent lentement, produisent de la fumée , ordinaire ou colorée
• compositions à retardement – ​​brûlent à vitesse lente constante, utilisées 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, des compositions à combustion lente, souvent de type 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 de feux d'artifice colorés – produisent 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 attaches pyrotechniques et dans d'autres applications similaires. Elles sont également utilisées dans la pyrotechnie militaire, lorsque la production d'une grande quantité de bruit, de lumière ou de rayonnement infrarouge est nécessaire ; par exemple, les leurres de missiles , les poudres éclairantes et les grenades assourdissantes . Une nouvelle classe de compositions de matériaux réactifs est actuellement à l'étude par les militaires.

De nombreuses compositions pyrotechniques – notamment celles contenant de l’aluminium et des perchlorates – sont souvent très sensibles aux frottements, aux chocs et à l’électricité statique . Une étincelle de 0,1 à 10 millijoules peut suffire à déclencher certains mélanges.

Les compositions pyrotechniques sont généralement des mélanges homogénéisés de petites particules de combustibles et d'oxydants. Les particules peuvent être des grains ou des paillettes. En général, plus la surface des particules est élevée, plus la vitesse de réaction et de combustion est élevée. Pour certaines applications, des liants sont utilisés pour transformer la poudre en un matériau solide.

Les carburants classiques sont à base de poudres métalliques ou métalloïdes . Une composition de poudre éclair peut contenir plusieurs carburants différents. Certains carburants peuvent également servir de liants. Les carburants courants comprennent :

• Métaux
  • Aluminium – combustible le plus courant dans de nombreuses classes de mélanges, également un suppresseur d'instabilité de combustion. Moins d'énergie par masse que le carbone mais moins de dégagement de gaz, retenant la chaleur dans le mélange réactionnel. Flamme à haute température avec des particules solides, qui interfèrent avec les colorants de 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 les substances alcalines. Les particules en flocons sont plus faciles à enflammer et meilleures pour la pyrotechnie que les particules sphériques. En présence d'humidité, réagit avec le chlorate et le perchlorate de potassium, produisant de l'hydrogène. Taille des particules sélectionnée en fonction du taux de combustion requis.
  • Magnésium – plus sensible et plus violent que l’aluminium, augmente la probabilité d’inflammation spontanée lors du stockage. Utilisé dans les feux d’artifice pour augmenter la température de la flamme. Interfère moins 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 – produit des étincelles d’or, fréquemment utilisé
  • L'acier – un alliage de fer et de carbone, produit des étincelles ramifiées jaune-orange
  • Zirconium – produit des particules chaudes, idéales 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, ce 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 des étincelles bleu-blanc ramifiées
  • Ferrotitane – alliage fer-titane, produit des étincelles jaune-blanches brillantes, utilisé dans les étoiles pyrotechniques, les fusées, les comètes et les fontaines
  • Ferrosilicium – alliage fer-silicium, utilisé dans certains mélanges, parfois en remplacement du siliciure de calcium
  • Manganèse – utilisé pour contrôler les taux de combustion, par exemple dans les compositions retardatrices
  • Zinc – utilisé dans certaines compositions de fumée , avec le soufre utilisé dans certains des premiers carburants de 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 carburant primaire sauf dans les compositions de fumée, peut être rencontré comme carburant d'amélioration secondaire
  • 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 à retardement
  • Alliage de zirconium et de nickel – utilisé dans certaines compositions de retardement militaires
• 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) – utilisé avec le perchlorate de potassium dans certains allumeurs
  • Hydrure d’aluminium – instable au stockage (se décompose facilement avec l’humidité) et réagit dangereusement au contact de l’eau
  • Décaborane – utilisé pour certains carburants de fusée
• Carbures métalliques
  • Carbure de zirconium – utilisé dans certains carburants de fusées, également comme suppresseur d’instabilité de combustion
• Métalloïdes
  • Silicium – température de flamme élevée, brûle en produisant du verre fondu, utilisé dans certaines compositions d'allumage et charges à retardement, généralement avec du tétroxyde de plomb
  • Bore – utilisé dans certains mélanges d’allumage
  • Antimoine – utilisé dans certains feux d’artifice pour des effets scintillants , toxique, brûle en blanc brillant ; généralement utilisé en 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 les chlorates ; couramment utilisé avec les nitrates ; utilisé comme additif ; peut contenir des acides résiduels, une combinaison avec des carbonates ou d’autres stabilisateurs 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 capsules ; 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, accentue le bruit des salves ; toxique et sensible à l'électricité statique ; émet une lumière blanche brillante, les cristaux sont également utilisés comme combustible dans les compositions scintillantes et dans les comètes blanches et les étoiles pyrotechniques. Sensible au frottement et à l'impact ; le degré de sensibilisation dépend de l'oxydant (sensible au frottement et à l'impact avec le chlorate de potassium, au frottement avec le perchlorate de potassium, à l'impact avec le perchlorate d'ammonium et insensible à l'un ou l'autre 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 fabriquer des allumettes
  • Phosphure de calcium – libère de la phosphine lorsqu’il est mouillé, utilisé dans certaines fusées éclairantes navales
  • Thiocyanate de potassium
• À base de carbone
  • Carbone
    • Charbon de bois – produit de faibles étincelles dorées
    • Graphite – également utilisé comme opacifiant dans les carburants de fusée pour empêcher le transfert de chaleur par rayonnement dans les couches inférieures de carburants et éviter les explosions associées
    • Noir de carbone – produit des étincelles dorées fines et durables 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
• Produits chimiques organiques
  • Benzoate de sodium – souvent utilisé dans les mélanges de sifflets avec du 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 sifflet, plus sûr que l'acide gallique mais toujours dangereux, avec les métaux lourds (par exemple le plomb) forme des sels explosifs
  • L’acide téréphtalique – un carburant dans certaines compositions de fumée
  • L'hexamine – un carburant accessoire à faible réactivité
  • L'anthracène , un carburant présent dans certaines compositions de fumée, produit de la fumée noire
  • Naphtalène – un carburant présent dans certaines compositions de fumée
  • Lactose – utilisé avec le chlorate de potassium dans de nombreuses compositions de fumée ; combustible accessoire bon marché à faible réactivité
  • Dextrose – utilisé dans certains carburants solides pour fusées amateurs
  • Saccharose – utilisé dans certaines compositions de fumée
  • Sorbitol – utilisé avec du nitrate de potassium comme carburant de fusée solide amateur
  • La dextrine – également un liant
  • Stéarine , acide stéarique – combustible accessoire, substitut possible du charbon 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 militaires
• Polymères et résines organiques, servant parfois également de liants
  • Téflon , Viton et autres fluoropolymères – parfois aussi oxydants – utilisés dans les compositions pyrogénées militaires, par exemple Magnésium/Téflon/Viton ; extrêmement réactifs 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 comme carburant et liant
  • Polybutadiène à terminaison carboxyle (CTPB), utilisé dans les carburants composites pour fusées comme carburant et liant
  • Le PBAN est utilisé avec l'aluminium et le nitrate d'ammonium dans les carburants composites pour fusées comme 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
  • Le polychlorure de vinyle , servant également de donneur de chlore et de liant
  • Chlorure de polyvinylidène , servant également de donneur de chlore
  • Gomme laque , particulièrement adaptée aux compositions de flammes colorées
  • Résine d'Acroides (gomme rouge), à ​​combustion plus rapide que la gomme laque, brûle bien même avec du perchlorate de potassium. Convient aux 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 particules plus petites produisent une composition à combustion plus rapide. La forme est également importante. Les particules sphériques, comme celles produites par atomisation de métal fondu, sont indésirables. Les particules fines et plates, comme celles produites par broyage de feuilles métalliques, 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 taux de réaction ; les composites intermoléculaires métastables exploitent cela.

Un combustible métallique approprié peut être dangereux en lui-même, même avant d'être mélangé à un oxydant. Une manipulation prudente est nécessaire pour éviter la production de poudres métalliques pyrophoriques .

Les perchlorates , les chlorates et les nitrates sont les oxydants les plus couramment utilisés pour les poudres éclair. Les autres possibilités incluent les permanganates , les chromates et certains oxydes . En général, moins il y a d'oxydant, plus la combustion est lente et plus la lumière produite est importante. Pour une utilisation à très haute température, les sulfates peuvent être utilisés comme oxydants en combinaison avec des combustibles très fortement réducteurs.

Les oxydants utilisés comprennent :

• 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. Substitut plus sûr du chlorate de potassium. Sensible aux chocs avec le phosphore,
  • Le perchlorate d'ammonium est l'oxydant le plus courant pour les carburants solides des fusées modernes. Il est plus sensible aux stimuli mécaniques que le perchlorate de potassium. Il est peu courant dans les feux d'artifice. Il crée une flamme chaude, améliore les colorants au baryum, au strontium et au cuivre en agissant comme donneur de chlore. Il réagit avec le magnésium lorsqu'il est humide et libère de la chaleur et de l'ammoniac. Il peut s'auto-enflammer. Au contact du nitrate de potassium (par exemple dans la poudre noire), il produit du perchlorate de potassium et du nitrate d'ammonium hygroscopique . Il n'y a pas de réaction de ce type avec le nitrate de sodium. Il 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
• Chlorates (servant également de donneurs de chlore, incompatibles avec les sels d'ammonium en raison de la formation de chlorate d'ammonium explosif instable , incompatibles avec le soufre et d'autres produits chimiques acides en raison de la production de dioxyde de chlore s'enflammant spontanément ; très dangereux avec le phosphore ; ne doivent pas être combinés avec des carburants/liants hydrocarbonés, par exemple l'asphalte ou la gomme arabique ; doivent 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. Sensibilité élevée aux chocs et aux frottements 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 , ainsi que dans les petits pétards et les capsules de jouets.
  • Chlorate de baryum – sert également de colorant vert dans les feux d’artifice ; sensible, mieux vaut l’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
• Nitrates (en cas de mélange avec de l'aluminium, il faut ajouter de l'acide borique comme stabilisateur) :
  • Nitrate de potassium – très courant, utilisé dans la poudre noire et dans une grande variété de compositions. Peu hygroscopique. À basse température (avec des combustibles ordinaires comme la colophane ou la gomme laque), peu 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 produire des flammes colorées, sauf lorsque du magnésium est ajouté. Produit de bonnes étincelles. La présence dans la poussière rend la poussière dangereuse et très inflammable.
  • Le nitrate de sodium est également un colorant jaune, hygroscopique. Il produit une lumière jaune intense, utilisé pour les compositions d'éclairage. Sa présence dans la poussière rend la poussière dangereuse. À basse température, il produit des cendres de nitrite, à haute température, il se décompose complètement.
  • Nitrate de calcium – également un colorant rouge-orange.
  • Nitrate d'ammonium – utilisé dans certains propulseurs composites pour fusées moins courants, hygroscopique, se décompose à trop basse température ; lorsqu'il est sec, il réagit avec Al, Zn, Pb, Sb, Bi, Ni, Cu, Ag, Cd ; lorsqu'il est humide, il 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 éclair et certaines fusées infrarouges militaires. Le baryum sert également de stabilisateur 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, il produit des étincelles argentées brillantes ; lorsqu'il est utilisé avec l'aluminium, l'ajout d'acide borique comme stabilisateur est conseillé. Pas très hygroscopique.
  • Nitrate de strontium – oxydant/colorant le plus courant pour les couleurs rouges des fusées éclairantes, des incendies et des étoiles ; le strontium sert également de stabilisateur pour les mélanges. À des températures plus basses (avec des combustibles organiques), il 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 les flammes à basse température, colorant et oxydant pour les flammes chaudes.
  • Nitrate de césium – utilisé dans certaines compositions de fusées infrarouges militaires
• Permanganates :
  • Permanganate de potassium – utilisé dans les premiers mélanges, aujourd’hui considéré comme sensible et instable
  • Le permanganate d’ammonium – un explosif moyennement puissant
• Chromates :
  • Chromate de baryum – utilisé dans les compositions retardatrices, par exemple dans les fusées de feux d'artifice
  • Chromate de plomb – utilisé dans les compositions retardatrices
  • Dichromate 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 ; le perchlorate de potassium est souvent ajouté
• Oxydes et peroxydes :
  • Peroxyde de baryum – instable, se décompose spontanément, les compositions qui en contiennent ne doivent pas être stockées
  • Peroxyde de strontium
  • Tétroxyde de plomb – polyvalent mais toxique
  • Dioxyde de plomb – utilisé dans les compositions sensibles au frottement, par exemple les 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 retardatrices
• Sulfates (les réactions nécessitent des températures élevées et des carburants fortement réducteurs) :
  • Sulfate de baryum – un oxydant à haute température pour les compositions stroboscopiques, par exemple, un colorant vert
  • Sulfate de calcium – un oxydant haute température pour, par exemple, les 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 pour fusées de grande 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 carburants zinc-soufre
  • Téflon – oxydant pour certains combustibles métalliques
  • Bore – oxydant pour le titane, formant du diborure de titane

Les sels de sodium correspondants peuvent être substitués aux sels de potassium.

• Agents de refroidissement . Pour certains usages, il est nécessaire d'abaisser la température de combustion du mélange et/ou de ralentir la vitesse de réaction. Pour cela, on ajoute des matières inertes (par exemple , de l'argile , de la terre de diatomées , de l'alumine , de la silice , de l'oxyde de magnésium ou autres) ou des matières à décomposition endothermique (par exemple, des carbonates ). L'oxamide est utilisé comme inhibiteur de combustion à haute performance dans certaines compositions propulsives. Le carbonate de strontium est utilisé comme retardateur de flamme dans certaines poudres à canon.
• Agents extincteurs . Le nitrate de potassium et le sulfate de potassium sont couramment utilisés.
• Opacifiants . Certains propulseurs solides pour fusées présentent 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 . Généralement 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 du perchlorate de potassium donne le bleu le plus riche.
• Donneurs de chlore . Utilisés avec des colorants. Dans certains cas, l'espèce émettrice de couleur est moléculaire et non atomique. Tel est le cas pour les 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 , le chlorure de polyvinylidène , le Saran , les paraffines chlorées , le caoutchouc chloré (par exemple Parlon ), l'hexachloroéthane , l'hexachlorobenzène (le donneur de chlore le plus courant jusqu'aux années 1970, rarement utilisé aujourd'hui), et certains autres organochlorés et chlorures inorganiques (par exemple le chlorure d'ammonium , le chlorure mercureux ) sont utilisés comme donneurs de chlore. Les perchlorates et les chlorates jouent ce rôle conjointement à leur utilisation principale comme oxydants. Les donneurs de chlore sont souvent utilisés également dans les compositions de fumée , par exemple l'hexachloroéthane avec de l'oxyde de zinc pour produire de la fumée à base de chlorure de zinc .
• Catalyseurs . Les formules de propulseurs 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 propulseurs 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 , la 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.
• Stabilisants . 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 autrement former des amides qui réagissent de manière exothermique avec les métaux et peuvent provoquer une initiation spontanée). De nombreuses amines nitrées organiques sont également utilisées comme stabilisateurs, par exemple la 2-nitrodiphénylamine . La vaseline , l' huile de ricin , l'huile de lin , etc. peuvent être utilisées comme stabilisateurs, également pour ajouter de l'hydrophobicité aux particules et protéger les métaux (en particulier le fer et le magnésium) de la corrosion. La centralite éthylique et la 2-nitrodiphénylamine sont utilisées dans certains propulseurs de fusée.
• Agents anti-agglomérants . Par exemple, silice pyrogénée . Pour compositions en poudre, par exemple poudre éclair ou 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, avec sa fonction de stabilisateur de carbonate.
• Liants . Souvent des gommes et des résines , par exemple la gomme arabique , la gomme rouge , la gomme de guar , le copal , la carboxyméthylcellulose , la nitrocellulose , l'amidon de riz, l'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 . Des 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 .
• Plastifiants . Améliorent les propriétés mécaniques des particules propulsives. Pour les propulseurs composites, 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 (courants dans les poudres sans fumée), par exemple la nitroglycérine , le trinitrate de butanetriol , le dinitrotoluène , le trinitrate de triméthyloléthane , le, le dinitrate de triéthylène glycol , le bis(2,2-dinitropropyl)formal, le bis(2,2-dinitropropyl)acétal, le 2,2,2-trinitroéthyl 2-nitroxyéthyl éther et autres.
• Agents de durcissement et de réticulation . Utilisés pour durcir le composant polymère des propergols composites pour fusées. Ils comprennent le dioxime de paraquinone, le toluène-2,4-diisocyanate , l'oxyde de tris(1-(2-méthyl)aziridinyl)phosphine, le N,N,O-tri(1,2-époxypropyl)-4-aminophénol et le diisocyanate d'isophorone .
• Agents de liaison . Utilisés pour augmenter le niveau de liaison entre le liant et les particules de carburant/comburant. Ils comprennent l'oxyde de tris(1-(2-méthyl)azirinidyl)phosphine et la triéthanolamine .