تهیه و بررسی رفتار پخت، خواص مکانیکی و اتلاف پسماند نانوکامپوزیت‌های هیبرید دوده و نانورس بر پایه لاستیک استایرن بوتادی‌ان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• محسن محمدی ¹
• محمد کرابی ²
• محمدرضا متقی ¹

¹ دانشگاه صنعتی قم، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی پلیمر

² پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده فرآیند

چکیده

در این تحقیق به بررسی اثر مقدار پرکننده بر رفتار پخت، خواص مکانیکی و پسماند آمیزه بر پایه لاستیک استایرن بوتادی‌ان (SBR) و تقویت شده با هیبرید نانورس Cloisite 15A و دوده پرداخته شده است. نمونه‌ها به روش اختلاط مذاب بر روی غلتک تهیه و سپس برای پخت در دمای ^oC 160، قالبگیری فشاری شدند. نتایج بیانگر این بود که نانوکامپوزیت تقویت شده با phr 4 نانورس بهترین خواص را ارائه داد. در ادامه، از تقویت‌کنندگی دوده به ‌همراه نانورس به منظور بهبود خواص SBR بهره برده شد. در نمونه‌های SBR تقویت شده با هیبرید نانورس/دوده، افزایش مقدار دوده منجر به کاهش قابل توجه زمان برشتگی و زمان تکمیل پخت و نیز افزایش قابل توجه سرعت پخت و اختلاف گشتاور شد. بررسی خواص مکانیکی نمونه‌های SBR تقویت شده با هیبرید نانورس/دوده نیز بیانگر بهبود قابل توجه استحکام کششی، مدول کششی و سختی با افزایش مقدار دوده بود. نمودارهای پسماند نشان داد که با افزایش تقویت کننده‌ها و به ویژه دوده، مساحت سطح زیر نمودار تنش-کرنش در حالت بارگذاری- باربرداری بطور قابل توجهی افزایش یافته است. اتلاف پسماند در چرخه اول برای لاستیک SBR مقدار 8/6% بود و برای نانوکامپوزیت phr 4 نانورس و هیبریدهای حاوی 30، 50 و phr 70 به ترتیب به مقادیر 4/16، 1/42، 7/44 و 6/58% رسید. تکنیک SEM دلالت بر پراکنش مناسب ذرات فیلرها داشت و آزمون آسودگی تنش که با دستگاه تحلیلگر فرآیند لاستیک انجام شد نشان داد مدول آسایش اولیه و نهایی و میزان افت آن در نمونه هیبریدی بیشتری از نمونه نانوکامپوزیتی بود.

کلیدواژه‌ها

• هیبرید
• نانورس
• دوده
• خواص کششی
• اتلاف پسماند

20.1001.1.20086156.1402.15.53.2.0

---

مراجع

• Jin, W.M. Noordermeer, A. Blume, W.K. Dierkes, Polymer Testing, 99, 2021, 107212.
• Araujo-Morera, R. Verdugo-Manzanares, S. González, R. Verdejo, Journal of Compososites Science, 5, 2021, 68.
• Ji, C. Liu, Z. Luo, J. Zhong, L. Yin, Polymer Composites, 42, 2021, 1574.
• Zhou, J. Liu, G. Hou, H. Yang, L. Zhang, Polymer, 218, 2021, 123523.
• Morton, “Rubber Technology”, Springer Science & Business Media, 2013.
• N. Kaynak, S. Sen, Journal of Elastomers & Plastics, 53, 2021, 525.
• Elangovan, F.X. Josephraj, A. Kumarmurugesan, B. Pandian, Material Plastice, 58, 2021, 34.
• Sun, J. Huang, J. He, Z. Tang, L. Zhu, F. Liu, Polymer Degradation and Stability, 185, 2021, 109482.
• Ikeda, A. Kato, S. Kohjiya, Y. Nakajima, “Rubber Science: A Modern Approach”, Springer, 2018.
• Gaca, M. Ilcikova, M. Mrlik, M. Cvek, C. Vaulot, Sensors and Actuators B: Chemical, 329, 2021, 129195.
• Idrees, F. Saeed, A. Amin, T. Hussain, Journal of Building Engineering, 44, 2021, 102651.
• M.C. Mistretta, L. Botta, R. Arrigo, F. Leto, G. Malucelli, F.P.L. Mantia, Polymers, 13, 2021, 1167.
• Roy, T. Mondal, S. Kar, K. Naskar, R. Ghosal, Journal of Applied Polymer Science, 138, 2021, 49093.
• P. Wani, R. Raja, M. Reddy, S. Deshpande, Advances in Materials and Processing Technologies, 15, 2021, 1.
• Roy, T. Mondal, S. Kar, K. Naskar, R. Ghosal, Journal of Applied Polymer Science, 138, 2021, 49093.
• Rajeshkumar, S. Arvindh Seshadri, S. Ramakrishnan, M.R. Sanjay, S. Siengchin, K.C. Nagaraja, Polymer Composites, 42, 2021, 3687.
• Satheesan, A.S. Mohammed, Wear, 15, 2021, 466.
• Ahmadi-Shooli, M. Tavakoli, Iranian Journal of Polymer Science and Technology, 30, 2017, 127.
• Staropoli, V. Roge, E. Moretto, J. Didierjean, M. Michel, B. Duez, P. Steiner, G. Thielen, D. Lenoble, J.S. Thomann, Polymers, 13, 2021, 2413.
• J. He, Y.Q. Wang, M.M. Xi, J. Lin, Y. Xue, L.Q. Zhang, Polymer Degradation and Stability, 98, 2013, 9, 1773.
• K.M. Kumar, S. Subramaniam, R. Rathanasamy, S.K. Pal, S.K. Palaniappan, Journal of Rubber Research, 23, 2020, 79.
• Shiva, S.S. Akhtari, M. Shayesteh, Iranian Polymer Journal, 29, 2020, 957.
• Wu, W. Zhao, L. Zhang, Macromolecular Materials and Engineering, 291, 2006, 944.
• Ma, Y. Wang, L. Zhang, and Y. Wu, Journal of Applied Polymer Science, 125, 2012, 3484.
• J. He, Y.Q. Wang, M.M. Xi, J. Lin, Y. Xue, L.Q. Zhang, Polymer Degradation and Stability, 98, 2013, 1773.
• A. Gopi, S.K. Patel, A.K. Chandra, D.K. Tripathy, Journal of Polymer Research, 18, 2011, 1625.
• K. Chattopadhyay, S. Chattopadhyay, N.C. Das, P.P. Bandyopadhyay, Materials and Design, 32, 2011, 4696.
• Guo, F. Zaïri, H. Baraket, M. Chaabane, X. Guo, European Polymer Journal, 96, 2017, 145.
• Praveen, P.K. Chattopadhyay, S. Jayendran, B.C. Chakraborty, Polymer International, 59, 2010, 187.
• A. Ciullo, N. Hewitt, “Rubber formulary”, Noyes Publications, New York, 1999.
• J. Kim, D. Kim, B. Ahn, H.J. Lee, H.J. Kim, W. Kim, Polymers, 12, 2020, 2343.
• Elangovan, F.X. Josepheraj, A.K. Murugesan, B Pandian, Materiale Plastice, 58, 2021, 34.
• Castano-Rivera, I. Calle-Holguín, J. Castano, G. Cabrera-Barjas, K. Galvez-Garrido, E. Troncoso-Ortega, Polymers, 13, 2021, 1085.
• V. Varghese, H.A. Kumar, S. Anitha, S. Ratheesh, R.S. Rajeev, V.L. Rao, Carbon, 61, 2013, 476.
• Choi, M.A. Kader, B. Cho, Y. Huh, C. Nah, Journal of Applied Polymer Science, 98, 2005, 1688.
• Bhattacharyya, S. Dasgupta, V. Londa, R. Mukhopadhyay, Journal of Applied Polymer Science, 136, 2019, 47560.
• Barghamadi, M. Karrabi, M.H.R. Ghoreishy, S. Mohammadian‐Gezaz, Journal of Applied Polymer Science, 136, 2019, 47550.
• Li, J. Zhang, S. Chen, Express Polymer Letters, 2, 2009, 695.
• L. Studebaker, E.W.D. Huffman, A.C. Wolfe, L.G. Nabors, Industrial & Engineering Chemistry, 48, 1956, 162.
• Esmizadeh, G. Naderi, S.M.R. Paran, Polymer Composites, 38, 2017, E181.
• Ravikumar, K. Palanivelu, K. Ravichandran, Applied Mechanics and Materials, 766, 2015, 377.
• Annadurai, T. Mukundan, R. Joseph, Plastics Rubber and Composites, 42, 2013, 379.
• Praveen, P.K. Chattopadhyay, P. Albert, V.G. Dalvi, B.C. Chakraborty, S. Chattopadhyay, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 40, 2009, 309.
• E. Mark, B. Erman, M. Roland, “The science and technology of rubber”, Academic press, 2013.
• H.R. Ghoreishy, M. Firouzbakht, G. Naderi, Iranian Journal of Polymer Science and Technology, 26, 2013, 45.
• Ghasemi, M. Karrabi, M. Mohammadi, H. Azizi, Express Polymer Letters, 4, 2010, 62.
• Singh, M.D. Shah, Journal of Information Knowledge and Research in Mechanical Engineering, 2, 2013, 515.
• S. Mohammadian-Gezaz, M. Karrabi, Progress in Rubber, Plastics and Recycling Technology, 33, 2017, 261.