رئولوژی آمیزه‌های نیمه‌پخت لاستیک سیلیکون

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده فرایند، گروه فرایند و مهندسی لاستیک، صندوق پستی ۱۱۲-۱۴۹۷۵

2 تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده علوم، گروه سامانه‌های نوین دارورسانی، صندوق پستی ۱۱۲-۱۴۹۷۵

چکیده

در این پژوهش، اثر مقدار پخت بر خواص رئولوژیکی و تورم نوعی لاستیک سیلیکون آمیزه‌سازی شده با عامل پخت بیس­(۲،۴-­دی­ کلرو­بنزوئیل­)­ پراکسید بررسی شده است. بدین منظور، ابتدا مقدار عامل شبکه‌ای‌کننده، دما و زمان پخت بهینه معین شد. سپس با کنترل زمان، درصدهای متفاوت پخت شامل ۰، نقطه ژل، ۵، ۱۵، ۳۰ ، ۶۰ و %۱۰۰ معین و نمونه‌های مدنظر تهیه شدند. برای تعیین زمان مورد نیاز برای دستیابی به درصد معینی از پخت در دمای مشخص از 2000 RPA (رئومتر با دای متحرک) استفاده شد. سپس، آزمون‌های روبش بسامد زاویه‌ای در محدوده ۲۰۰-6/0 رادیان بر ثانیه و تورم تعادلی روی نمونه‌های تهیه شده انجام شد. نتایج حاصل از آزمون روبش بسامد مشخص کرد، با افزایش درصد اتصالات عرضی و نیز بسامد، مدول نمونه‌ها افزایش می‌یابد. از درصد پخت معینی بیشتر، منحنی مدول ذخیره‌ با افزایش بسامد تغییر قابل توجهی را نشان نمی‌دهد و تقریباً ثابت است. برای درصدهای کم اتصالات عرضی، رفتار نمونه‌ها مشابه رفتار آمیزه‌های امتزاج‌ناپذیر است، به‌طوری که در بسامدهای کم (حدود ۱ رادیان بر ثانیه) یک شانه در منحنی مدول ذخیره مشاهده شد. تغییرات گرانروی برای همه درصدهای پخت از مدل قانون توانی پیروی می‌کند و مقادیر n نشان‌دهنده رفتار به‌شدت غیرنیوتنی همه نمونه‌هاست. با استفاده از معادله فلوری - رنر چگالی اتصالات عرضی معین شد. آزمون تورم نشان داد، با افزایش درصد اتصالات عرضی سرعت کاهش وزن نمونه‌ها که ناشی از استخراج بخش سل است و نیز سرعت تورم آنها کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Rheology of Semi-Cured Silicone Rubber Compounds

نویسندگان [English]

  • Zahra Salarifar 1
  • Foroud Abbassi-sourki 1
  • Mohammad Imani 2
1 Department of Rubber Processing and Engineering, Faculty of Processing, Iran Polymer and Petrochemical Institute, P.O. Box: 14975-112, Tehran, Iran
2 Department of Novel Drug Delivery Systems, Faculty of Science, Iran Polymer and Petrochemical Institute, P.O. Box: 14975-112, Tehran, Iran
چکیده [English]

The rheology and swelling behavior of a silicone rubber was studied at various cure states using bis(2,4-dichlorobenzoyl) peroxide as the curing agent. To this end, first an optimization was carried out on the percentage of crosslinking agent, the time and temperature of curing process. Then, samples, at various cured states, were prepared at zero (uncured sample), gel point, 5%, 15%, 30%, 60% and 100% gel content using a moving die rheometer RPA2000. The moving die rheometer RPA2000 offered obvious priorities over the old oscillating disc rheometers and it was able to measure the behavior of rubber compounds prior, during and after cure in a single test. The results of frequency sweep tests indicated that the modulus of semi-cured samples increased with increasing the frequency and cure state. The increase in frequency was ineffective on the storage modulus of samples of higher cure states, exhibiting a plateau throughout the whole frequency range. The samples with lower percentage of the crosslinking exhibited a shoulder at low frequencies resembling the behavior commonly observed for immiscible polymer blends at frequency sweep tests. The viscosity behavior versus frequency for all semi-cured compounds obeyed the power law model with a power law index being quite far from Newtonian behavior. The crosslink density was determined using the Flory-Rhener equation. The swelling magnitude, the weight decreasing rate as a result of the extraction of the sol part and the swelling rate decreased with increasing the cure state.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rheology
  • semi-curing
  • silicone rubber
  • equilibrium swelling
  • frequency sweep