بخشی از مقاله
چکیده
آمیزه ی نانو کامپوزیت پخت شده بر پایه ی لاستیک طبیعی - - NR ، استایرن بوتا دی ان - - SBR به همراه نانو ذرات گرافیت و دوده به منظور بررسی اثر ترکیب درصد های گونا گون 1 - ، - 2 نانو ذره به وسیله غلتک آزمایشگاهی تهیه شدند. نتایج حاصل از آزمون های کشش ، رئومتری ، جهندگی وتورم نشان دادکه درصد نانو ذره باعث بهبود خواص مکانیکی نانو کامپوزیت گردید. بر اساس نتایج حاصل از آزمون های گرفته شده ، افزایش نانو ذره باعث بهبود خواص مکانیکی کامپوزیت الاستومری شد.
واژه ی کلیدی : لاستیک طبیعی - استایرن بوتا دی ان -گرافیت - دوده - نانو کامپوزیت - خواص مکانیکی
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 .[2]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 .[4]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 گردید و در نهایت خواص نانو کامپوزیت NR / SBR مورد بررسی و تجزیه تحلیل قرار گرفت.
تجربی:
مواد: لاستیک طبیعی NR با گرانروی مولی 45 تولید شرکت مالزی ، لاستیک SBR با گرانروی مولی 54 تولیدشرکت 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.
روش ها :
در این پژوهش در ترکیب های مختلف از نانو ذره ساخته شدند و این دو گروه مورد مقایسه یکدیگر قرار گرفتند . گروه A شامل چهار نمونه می باشد . که به صورت زیر می باشد :
-1لاستیک طبیعی / استایرن بوتا دی ان / گرافیت / دوده - 0 5/0 5/30/70 - ، - - C/G 0.5/0.5%
-2لاستیک طبیعی / استایرن بوتا دی ان / گرافیت / دوده - 1/ 0/30/70 - - - C 1%
-3لاستیک طبیعی / استایرن بوتا دی ان / گرافیت / دوده - - 0 /1 /30/70 - - G 1%
-4 لاستیک طبیعی / استایرن بوتا دی ان / گرافیت / دوده - - 0/0/30/70 - - NR/SBR 70/30
گروه B شامل چهارنمونه که به صورت زیر می باشد :
-1لاستیک طبیعی / استایرن بوتا دی ان / گرافیت / دوده - - 1/1 /30/70 ، - % - C/G 1/1
-2لاستیک طبیعی / استایرن بوتا دی ان / گرافیت / دوده - - 2/0/30/70 - C 2% -
-3لاستیک طبیعی / استایرن بوتا دی ان / گرافیت / دوده - - 0/2/30/70 - - G 2%
-4لاستیک طبیعی / استایرن بوتا دی ان / گرافیت / دوده - - 0/0/30/70 - NR/SBR 70/30 -
نمونه ها رابه وسیله غلتک آزمایشگاهی در دور rpm 26 در دمای محی به مدت زمان 45 دقیقه ساخته و جهت پخت نمونه ها از دستگاه پرس هیدرولیک در دمای 160 درجه سانتی گراد در زمان 4 دقیقه انجام شد . پس از آن 48 ساعت نمونه برای رهای از تنش مانده در نمونه استراحت داده شد . از هر نمونه چهار دمبل طبق استاندارد با ضخامت mm 1 5 زده شد . جهت تست کشش از دستگاه تنسایل با سرعت mm/min 100 انجام شد .جهت میزان شبکه ای شدن نمونه ، آنها را به مدت زمان 70 ساعت در محیطی کاملا تاریک در محلول تولوئن قرار داده شدند . قبل از قرار دادن در محلول تولوئن ، برشی از نمونه ها وزن شدند - وزن اولیه - ، پس گذر زمان 70 ساعت در محلول ، نمونه ها مجدادا وزن شدند - وزن ثانویه - و در نهایت میزان تورم نمونه ها توس قرمول زیر محاسبه شدند:
