بخشی از مقاله
چکیده :
در این پژوهش ، تاثیر شرایط اختلاط بر خواص کامپوزیت بر پایه ی لاستیک طبیعی - / - NRلاستیک استایرن بوتا دی ان - - SBR تقویت شده با نانو ذرات گرافیت و دوده به منظور پیدا کردن روش بهینه اختلاط ، مورد بررسی قرار گرفته است. ، نانو کامپوزیت با 30 درصد وزنی SBR ، 70 درصد وزنی NR به همراه 2 درصد وزنی نانو ذره در شرایط مختلف با استفاده از غلتک آزمایشگاهی تهیه شد و خواص آن با استفاده از آزمون های جهندگی ، رئومتری ، میزان تورم و کشش ارزیابی شد.
نتایج بررسی ها نشان داد افزایش زمان اختلاط تا یک دوره زمانی باعث بهبود شرایط پخت و هم چنین بهبود خواص مکانیکی شده است. هم چنین نتایج تحقیقات نشان داد ترتیب خوراک دهی نیز عامل دیگری است که موجب تغییر خواص می شود.
مقدمه :
نانو کامپوزیت های پلیمری به طور وسیع در بسیاری از برنامه های کاربردی به ویژه در تولید تایر مورد استفاده قرار می گیرد.بسته به نوع خدمات و لوازم جانبی از تایر از نانو کامپوزیت های لاستیکی استفاده می شود که گزارش های بسیازی از این ×مخلوط های لاستیکی منتشر شده است .
لاستیک طبیعی ،الاستومریست کاملا طبیعی که دارای خواص مکانیکی بسیار مطلوبی می باشد. این ماده علاوه بر خواص مناسب ، معایبی مانند مقاومت ضعیف در برابر نور خورشید و مقاومت کم در برابر انواع حلال ها ی هیدرو کربنی و هم چنین مقاومت کم در ×برابر شعله و اشتعال دارد.
SBR ، الاستومری سنتزی است که بیشترین مصرف در صنعت تولید تایر را دارد. دلیل این انتخاب به عنوان پر مصرف ترین الاستومر سنتزی ، خواصی از قبیل فرایند پذیری عالی ، مقاومت سایشی بالا و هم چنین خواص محیطی مناسب می باشد.
به منظور دست یابی به خواص مطلوب مانند مقاومت در برار سایش و کشش ،اختلاط این دو پلیمر گزینه ی مناسبی می باشد.اختلاط این دو پلیمر باعث بهبود در پردازش و همچنین بهبود خواص نهایی مخلوط میشود
نانو کامپوزیتهای پلیمری یکی از مهمترین گروه از مواد پایه پلیمری هستند که دربخشهای مختلفی از صنعت استفاده می شوند. از اینرو این گونه از مواد نانوکامپوزیت آلی و غیرآلی در چند سال اخیر مورد مطالعه محققین و توجه صنعتگران قرار گرفته است و دلیل اصلی آن بهبود خواص ماده پلیمری با افزودن مقادیر بسیار کم افرودنیها و پرکننده هایی مانند گرافن، دوده در مقایسه با خواص پلیمر خالص است.
دوده ، شکل امورف کربن است که به صورت تجاری از تجزیه حرارتی یا اکسایش هیدروکربن ها حاصل میشود.از این ماده برای بهبود خواص الکتریکی ونوری به عنوان ماده پرکننده استفاده می شود.
گرافیت ماده با ساختارچند لایه ای و نرم است . پیوندهای موجود در هر صحفه از گرافیت بسیار قوی است . پس گرافیت یک جامد دو خصلتی است. این ماده رسانایی الکتریسته خوبی را دارد.
در پژوهش ، به منظور دست یابی به نانو کامپوزیت کارآمد، که دو نانو ذره دوده و گرافیت به کامپوزیت بر پایه NR و SBR اضافه گردد. علاوه بر این برای دست یابی به خواص بهتر روش اختلاط و شرای پخت نمونه و نانو ذرات بر روی خواص کامپوزینت NR / SBR مورد بررسی و تجزیه تحلیل قرار گرفت.
تجربی :
B1 مواد : لاستیک طبیعی NR با گرانروی مولی 45 تولید شرکت مالزی ، لاستیک SBR با گرانروی مولی 54 تولید شرکت پتروشیمی بندر امام تهیه شده است . دوده و گرافیت به همراه عوامل سازگار کننده شامل گوگرد ، - D - DM - TMTD از شرکت مرک تهیه شده اند.
الف - روش تهیه نانو کامپوزیت ها :
برای تهیه نمونه ها از غلتک ازمایشگاهی با سرعت rpm 26 در دمای محی استفاده شده . پخت نمونه ها به وسیله دستگاه پرس هیدرولیک ازمایشگاهی در دمای 160 انجام شد .
4 روش برای تهیه نانو کامپوزیت ها انتخاب شد که در ذیل به آنها اشاره شده است :
- A دراین روش ابتدا SBR به مدت 5 دقیقه روی غلتک نرم شده و سپس در مرحله ی بعد NR به مدت 5 دقیقه به همراه SBR روی غلتک با فاصله ی گپ mm 2 انجام شد. این مرحله ی بعد مقدار 1,5 درصد دوده و سپس 0,5 درصد گرافیت هر دو به مدت زمان 5 دقیقه به مخلوط NR و SBR اضافه شدند. پس از ان عوامل پخت ، گوگرد ، DM ، D ، TMTD به مقادیر به ترتیب 2 ، 0,5 ، 0,5 ،0,2 گرم در مدت زمان 5 دقیقه با مخلوط اضافه شد . پس از اختلاط کامل عوامل پخت در نهایت امیزه به مدت 15 دقیقه غلتک کاری شد .
- Bاین روش کاملا مشابه روش A می باشد با این تفاوت که بعد از غلتک کاری NR و SBR ، ابتدا گرافیت و سپس دوده را در همان زمان 5 دقیقه اضافه کردیم . بقیه مراحل مانند روش A انجام گرفت .
- C در این روش ، ترتیب اضافه شدن مواد مانند روش B می باشد اما مدت زمان غلتک کاری دوده و گرافت به ده دقیقه افزایش یافته است .
- D این روش، از نظر ترتیب اضافه شدن مواد کاملا شبیه روش های B و C می باشد اما مدت زمان غلتک کاری نانو ذرات به 15 دقیقه افزایش داده شده است .
ب - روش های یررسی خواص
ویزگی پخت امیزه ها به وسیله ی رئو متری در دمای 160 بر اساس استاندارد DMTA معین شد . امیزه ی لاستیکی مورد بحث به شکل صحفه ی مستطیلی به ضخامت mm 2 پخت و از ان نمونه های دمبل شکل تهیه شد.
