تأثیر سامانه های پخت گوگردی بر ولکانش، ساختار شبکه، پراکنش نانورس و خواص کاربردی نانوکامپوزیت های لاستیکی مبتنی بر لاستیک بوتادین/ لاستیک طبیعی/نانورس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی/دانشگاه صنعتی امیرکبیر دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ

2 کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی امیرکبیر واحد ماهشهر، ماهشهر، ایران

چکیده

در این کار آمیزه‌هایی بر پایه‌ی مخلوط لاستیک پلی‌بوتادی‌ان و لاستیک طبیعی (BR/NR)، که یک مخلوط پرمصرف در صنعت است، با و بدون نانورس تهیه شدند. برای ولکانش آمیزه‌ها از انواع سامانه‌های پخت گوگردی استفاده شد تا تأثیر نوع سامانه‌ی پخت و به طور همزمان تأثیر نانورس بر ویژگی‌های ولکانش، ساختار شبکه و خواص کاربردی آمیزه‌ها ارزیابی شود. نمونه‌ها با استفاده از مخلوط کن داخلی آزمایشگاهی تهیه شدند و بر روی آن‌ها آزمون ریومتری پخت انجام شد. همچنین خواص استحکامی و سایش نمونه‌های پخت شده ارزیابی و آزمون تفرق پرتو ایکس بر روی آن‌ها انجام شد. چگالی اتصال‌های عرضی و درصد اتصال‌های گوگردی در نمونه‌ها نیز تعیین شد. نتیجه‌های به دست آمده نشان دادند که حضور نانورس سبب حدود 80% کاهش زمان برشتگی، زمان پخت و افزایش اختلاف گشتاور پخت در آمیزه‌ی BR/NR می‌شود. نانورس علاوه بر تأثیر تقویت کنندگی از طریق افزایش چگالی اتصال‌های عرضی و نیز افزایش درصد اتصال‌های چند گوگردی سبب بهبود استحکام کششی و حدود 9% کاهش مقدار سایش شد. نانوکامپوزیت حاوی پخت سنتی بالاترین استحکام و مقاومت سایشی را از خود نشان داد. نوع سامانه‌ی پخت بر میان لایه‌سازی نانورس تأثیر‌گذار بود و بیشترین میان لایه‌سازی نانورس در آمیزه‌ی حاوی سامانه ی پخت کارا دیده شد. 

کلیدواژه‌ها


 
[1] F. Bergaya, G. Lagaly, Handbook of Clay Science, Elsevier Ltd, Amsterdam, 2–20, 2013.
[2] Bergaya, M. Jaber, J.F. Lambert, Clays and clay minerals, in Rubber-Clay Nanocomposites Science, Technology and Applications (Ed: M. Galimberti), John Wiley &Sons, Inc., 3–8, 2011.
[3] Kim M. S., Kim G. H., Chowdhury S. R., Polybutadiene Rubber/Organoclay Nanocomposites: Effect of Organoclay With Various Modifier Concentrations on the Vulcanization Behavior and Mechanical Properties, Polym. Eng. Sci. 47, 3, 308-313, 2007.
[4] Nematollahi, M., Jalali-Arani, A., Golzar, K., Organoclay maleated natural rubber nanocomposite. Prediction of abrasion and mechanical properties by artificial neural network and adaptive neuro-fuzzy inference. Appl. Clay Sci. 97-98, 187–199, 2014.
[5] Sadeghi Ghari, H., Jalali-Arani, A. Nanocomposites based on natural rubber, organoclay and nano-calcium carbonate: Study on the structure, cure behavior, static and dynamic-mechanical properties, Appl. Clay Sci. 119, 348–357, 2016.
[6] Zarei, A., Jalali Arani, A., The relationship of vulcanization and structural characteristics dispersion of organoclay mechanical properties in (butadiene rubber/natural rubber) based nanocomposite, Adv. Polm. Techol. 37, 5, 1469-1477, 2018.
[7] Wang, X. P., Huang, A., Jia, D., Eur, Y., From exfoliation to intercalation—changes in morphology of HNBR/organoclay nanocomposite. Polym. J., 44, 2784-89, 2008.
[8] Hwang, W. J., Wei, K. H., Mechanical, Thermal, and Barrier Properties of NBR/Organosilicate Nanocomposit. Polym. Eng. Sci. 44, 2117-24, 2004.
[9] Choi, S. S., Kim, J. C., Influence of the Cure Systems on Long Time Thermal Aging Behaviors of NR Composites, Macromol. Res., 16, 6, 561-566, 2008.
[10] Tabsan N., Wirasate S., Suchiva K., Abrasion behavior of layered silicate reinforced natural rubber, Wear, 269, 394-404, 2010.
[11] Mehrabi Kooshki, M. Jalali Arani, A. Preparation, characterization and properties of polymeric nanocomposites based on natural rubber and polybutadiene rubber blend. E-Polymers, 132, 2009.
[12] Meera A.P, Selvin Thomas P. Thomas, S., Effect of organoclay on the gas barrier properties of natural rubber nanocomposites, Polymer Composites, 33, 4, 524-531, 2012.
[13] Wang, J., Guo, X., Zheng, X., Zhao, Y., Li, W., Enhanced Flame-Retardant Capacity of Natural Rubber/Organo-Montmorillonite and Hyper-Branched Organo-Montmorillonite Composites Clays and Clay Minerals, 59, 5, 446–458, 2011.
[14] Amit Das; Rene´ Jurk; Klaus Werner Sto¨ckelhuber; Gert Heinrich. Effect of Vulcanization Ingredients on the Intercalation-Exfoliation Process of Layered Silicate in an Acrylonitrile Butadiene Rubber Matrix. Macromol. Mater. Eng., 293, 479-90, 2008.
[15] Shoushtari Zadeh Naseri, A., Jalali-Arani, A., A comparison between the effects of gamma radiation and sulfur cure system on the microstructure and crosslink network of (styrene butadiene rubber/ethylene propylene diene monomer) blends in presence of nanoclay. Radiat. Phys. Chem. 115, 68–74, 2015.
[16] Shoushtari Zadeh Naseri, A., Jalali-Arani, A., Study on the morphology, static and dynamic mechanical properties of (styrene butadiene rubber/ethylene propylene diene monomer/organoclay) nanocomposites vulcanized by the gamma radiation, J. Appl. Polym. Sci., 133, 25, 2016.