خواص مکانیکی و شکل‌شناسی لاستیک NR/SBR تقویت‌شده با الیاف کوتاه ضایعاتی نایلون و نانوخاک‌رس

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران

چکیده

در این پژوهش، کامپوزیت­ های هیبریدی­ لاستیک طبیعی و لاستیک استیرن- بوتادی‌ان (NR/SBR) تقویت‌شده با الیاف کوتاه نایلون و نانوخاک‌رس (Cloisite15A) در مخلوطکن داخلی و غلتک آزمایشگاهی در سه مرحله فرایند اختلاط تهیه شده است. اثر مقادیر مختلف الیاف در مقدار ثابت 3 درصد وزنی نانوخاک‌‌رس روی ساختار، خواص مکانیکی و شکل‌شناسی نانوکامپوزیت‌ها مطالعه شده است. نمونه­ها با استفاده از پرس هیدرولیک پس از تعیین مشخصات پخت، در دمای °C150  پخت شدند. چسبندگی الیاف به ماتریس لاستیکی با افزودن هگزامتیلن تترا آمین، رزورسینول و سیلیکای آب‌دار (HRH) افزایش می­یابد. نتایج نشان می­دهند، با افزایش مقدار الیاف و نانوخاک‌رس اصلاح‌شده زمان پخت و شاخص تورم کاهش، درحالی‌ که سرعت پخت و بیشینه گشتاور افزایش می­یابد. ساختار و شکل‌شناسی سطح شکست نانوکامپوزیت­‌ها با استفاده از پراش پرتو X (XRD) و میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) مطالعه شد. نتایج حاصل از XRD نانو کامپوزیت‌ها نشان داد، فاصله بین‌لایه‌­ای صفحات سیلیکاتی افزایش یافته است. خواص مکانیکی (استحکام کششی، استحکام پارگی، ازدیاد طول تا پارگی و سختی) نانوکامپوزیت‌های تهیه شده با الیاف نو و ضایعاتی در جهت‌گیری طولی الیاف با هم مقایسه و بررسی شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Mechanical and Morphological Properties of Waste Short Nylon Fibers and Nanoclay Reinforced NR/SBR Rubber Nanocomposites

نویسندگان [English]

  • Mohammad Andideh
  • Mir Hamid Reza Ghoreishy
  • Ghasem Naderi
  • Sedigheh Soltani
Iran Polymer and Petrochemical Institute
چکیده [English]

Natural rubber and styrene butadiene rubber (NR/SBR) reinforced with short nylon fibers along with nanoclay (Cloisite 15A) hybrid composites were prepared in an internal and a two roll-mill mixer by a three-step mixing
process. The effects of fiber content at a constant loading of 3 wt% nanoclay were studied on the microstructure, mechanical and morphological properties of the prepared nanocomposites. The adhesion between the fiber and the rubber was enhanced by the addition of a dry bonding system consisting of resorcinol, hexamethylene tetramine and hydrated silica (HRH). The curing characteristics of the composites were determined and subsequently vulcanized at 150°C using a hot press. It was observed that the cure time and swelling index of the composites decreased while maximum torque, and cure rate increased with increasing of short fiber and nanoclay contents. The
structure and fracture surface morphology of the nanocomposites were characterized using X-ray diffraction, scanning electron microscopy. X-ray diffraction results of nanocomposites indicated that the interlayer distance of silicate layers increased. The mechanical properties (tensile, tear strength, elongation-at-break and hardness) of
nanocomposites containing virgin and waste fibers in the longitudinal direction are compared.

کلیدواژه‌ها [English]

  • NR/SBR nanocomposite
  • mechanical properties
  • morphology
  • Nanoclay
  • short nylon fibres