تعیین مقدار ژل (اتصالات عرضی C-C) در لاستیک پلی‌بوتادی‌ان به روش گرماسنجی پویشی تفاضلی

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 تهران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، دانشکده شیمی، گروه شیمی کاربردی، صندوق پستی ۵۹۸۱-۱۵۸۷۵

2 اهر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهر، دانشکده علوم پایه، گروه شیمی، کد پستی ۵۴۵۱۱۱۶۷۱۴

چکیده

به علت تشکیل ژل در پلی‌بوتادی‌ان و برخی مشکلات مطرح شده از سوی صنایع لاستیک‌سازی مبنی بر وجود مشکل ترک شیار در محصولات، تعیین مقدار ژل و شناسایی ریزساختار الاستومر بوتادی‌ان اهمیت بسیار زیادی دارد. در پژوهش حاضر، مقدار ژل در لاستیک پلی‌بوتادی‌ان (PBR) با گرماسنجی پویشی تفاضلی معین شد. تجزیه گرمایی لاستیک پلی‌بوتادی‌ان در محدوده دمایی ۰-۶۵ درجه سلسیوس به روش‌های آزمون گرمایی بررسی و مطالعه شد. تجزیه هم‌دمای نمونه‌های پلیمری با درصد ژل مختلف در شرایط یکسان نشان داد، اکسایش و تجزیه نمونه‌ها در سه مرحله مختلف انجام می‌شود. منحنی‌های آزمون گرمایی نشان داد، هرچه مقدار ژل افزایش می‌یابد، تبدیل سیس به ترانس در محدوده  دمایی گسترده‌تر و در دماهای کمتری رخ می‌دهد. همچنین با افزایش مقدار  ژل، غلظت پیوند دوگانه کاهش  یافته و مقدار انرژی آزاد شده در ناحیه اکسایش و تجزیه به دلیل بازشدن شبکه‌های پلیمری و شکسته‌شدن اتصالات عرضی بین زنجیرها افزایش می‌یابد. با توجه به مقادیر حاصل از آنتالپی و شدت جریان در گرماسنج پویشی تفاضلی در دو بیشینه دمایی مربوط به دو فرایند تبدیل سیس به ترانس و واکنش‌های شبکه‌ای و حلقوی‌شدن برای نمونه‌ها، شاخص گرمایی به‌دست آمد. با توجه به ارتباط به‌دست آمده بین شاخص نسبت جریان گرما و مقدار ژل موجود در نمونه‌ها، از این روش برای تعیین مقدار ژل (اتصالات عرضی C-C) موجود در PBR استفاده شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determination of Gel Content (C-C Crosslink) in Polybutadiene Rubber by Differential Scanning Calorimetry

نویسندگان [English]

  • Saeed Taghvaei Ganjali 1
  • Fereshteh Motiaai 1
  • Zohreh Ghazi Tabatabaei 2
1 Department of Applied Chemistry, Faculty of Chemistry, Tehran North Branch, Islamic Azad University, P.O. Box: 15875-5981, Tehran, Iran
2 Department of Chemistry, Faculty of Basic Science, Ahar Branch, Islamic Azad University, Poata Code: 5451116714, Ahar, Iran
چکیده [English]

Due to the gel formation in polybutadiene and some of the problems raised in rubber industry such as groove cracking in products, quantification of the gel content and identification of the microstructure of butadiene elastomer is extremely important. In this paper, the gel content in polybutadiene rubber was identified by differential scanning calorimetry. The thermal decomposition of the polybutadiene rubber was studied by thermal analysis methods in 0-650°C. The thermal decomposition, in the same temperature range, of the polymer with different gel contents under the similar conditions showed that the oxidation and decomposition of the samples occur in three steps. The thermal analysis curves showed that the cis-trans isomerization occurs by increases in the gel content at lower temperatures of a wider thermal range with rising trans isomer and decreases in cis isomer contents, respectively. Also, with the increase in the gel content there is a tendency in lowering double bond density and there is higher energy release in oxidation and decomposition regions due to the breakage in crosslink density of polymer networks. According to the values resulting from enthalpy and heat flow rate, the thermal index was obtained for samples at two maximum temperatures related to two processes of cis-trans isomerization and the cyclization reaction. The gel content (C-C crosslink) in polybutadiene rubber is determined by the interconnection between the ratio of heat flow index and gel content from the differential scanning calorimetry curves.

کلیدواژه‌ها [English]

  • polybutadiene rubber
  • c-c crosslink
  • gel content
  • DSC
  • heat flow index