خواص مکانیکی و ریزساختار نانوکامپوزیت‌های تهیه شده بر پایه لاستیک بوتادی‌ان، نانوخاک‌رس و هیبرید اپوکسی - پلی استر

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوب، صندوق پستی ۱۹۳۹۵-۴۱۵۸

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

3 تهران، پژوهشگاه صنعت نفت، پژوهشکده علوم و مهندسی پلیمر صندوق پستی ۳۳۱۱۱-۱۴۸۷۵

چکیده

آمیز­ه­‌های نانوکامپوزیت لاستیکی بر پایه لاستیک بوتادی­‌ان (BR)، نانوخاک ­رس اصلاح شده (۰، ۳، ۵ و ۷phr) و ضایعات رنگ پودری یعنی رزین هیبریدی اپوکسی- پلی استر ( ۱۰، ۲۰، ۳۰ و ۴۰phr) به روش اختلاط مذاب در دستگاه مخلوط ­کن داخلی تهیه شده و با فرایند پخت پراکسیدی به کمک پرس داغ ولکانش شد. اثر ترکیب درصد نانوخاک رس و هیبرید اپوکسی- پلی استر و نیز مخلوط این دو بر خواص و ریزساختار نانوکامپوزیت مربوط بررسی شد­. از دستگاه رئومتر برای بررسی زمان پخت (t90)، زمان ایمنی (t5) و گشتاور اختلاط آمیزه‌­ها و از آزمون­‌های پراش پرتو X و میکروسکوپی الکترونی پویشی نیز به ترتیب برای بررسی غیرمستقم و مشاهده مستقم ریزساختار آمیزه­‌های نانوکامپوزیتی استفاده شد. نتایج به ­دست آمده از آزمون رئومتری نشان داد، با افزایش نانوخاک­ رس و رزین اپوکسی- پلی­‌استر زمان پخت و زمان ایمنی آمیزه کاهش می­ یابد. همچنین، نتایج  به دست آمده از آزمون پراش پرتو X نشان­‌دهنده ریزساختار بین­ لایه­ ای با نفوذ زنجیر­های پلیمری فاز پیوسته در میان لایه ­های سیلیکاتی است. خواص مکانیکی آمیزه­ های یاد شده با افزایش ترکیب درصد نانوخاک­ رس و رزین اپوکسی پلی ­استر افزایش نشان می ­دهد که در کنار نتایج ریزنگار­های میکروسکوپی الکترونی پویشی تأییدی بر نتایج حاصل از پراش پرتو X است.   

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Elastomer Nanocomposites Based on Butadiene Rubber, Nanoclay and Epoxy-Polyester Hybrid: Microstructure and Mechanical Properties

نویسندگان [English]

  • Sepideh Zoghi 1
  • Ghasem Naderi 2
  • Gholam Reza Bakhshandeh 2
  • Morteza Ehsani 2
  • Shirin Shokoohi 3
1 Islamic Azad University, South Tehran Branch, P.O. Box: 19395-4158
2 Rubber Processing and Engineering Department, Faculty of Processing, Iran Polymer and Petrochemical Institute, P.O. Box: 14975-112, Tehran, Iran
3 Sciences and Polymer Engineering Faculty, Research Institute of Petroleum Industry, P.O. Box: 14875-33111, Tehran, Iran
چکیده [English]

Nanocomposites based on butadiene rubber (BR), (0, 3, 5 and 7 phr) organoclay (Cloisite 15A) and (0, 10, 20, 30, 40 phr) powder coating wastes, i.e., epoxypolyester hybrid (EPH) were prepared using a laboratory-scale internal mixer in order to study the effect of organoclay and EPH content on the mechanical and morphological properties of the nanocomposite samples. Cure characteristics of the prepared compounds including optimum cure time (t90) and scorch time (t5) depicted a decrease in both mentioned factors with increasing nanoclay content and EPH loading.
Intercalation of elastomer chains into the silicate layers was determined by d-spacing values calculated according to the results of X-ray diffraction (XRD) patterns. X-ray diffraction (XRD) results reveal the intercalation of elastomer chains into the clay galleries. This phenomenon was also confirmed according to the scanning electron microscopy (SEM) micrographs and mechanical properties of the nanocomposite samples which were observed to be improved with addition of nanoclay and EPH content.

کلیدواژه‌ها [English]

  • butadiene rubber
  • Nanoclay
  • Nanocomposite
  • powder coating wastes
  • epoxy-polyester hybrid