مطالعه اثر نانوگرافن و نانوگرافن اکساید برخواص فیزیکی و مکانیکی نانو کامپوزیت لاستیک طبیعی
محورهای موضوعی : شیمی آلی
1 - استادیار شیمی آلی گروه شیمی، دانشگاه پیام نور، ص.پ. 19395-4697، تهران، ایران
2 - دانشجوی کارشناسی ارشد گروه شیمی، دانشگاه پیام نور، ص.پ. 19395-4697، تهران، ایران.
کلید واژه: نانوچندسازه, لاستیک طبیعی (لاتکس), نانوذره های گرافن اکسید, گرافن اکسید کاهش یافته,
چکیده مقاله :
دراین پژوهش نانوچندسازه های لاستیک طبیعی (لاتکس) با افزودن نانوذره های گرافن اکسید کاهش یافته و گرافن اکسید به لاتکس، تهیه شدند. سپس برخی ویژگی های فیزیکی و مکانیکی این نانوچندسازه ها مورد بررسی قرار گرفت. این ویژگی ها شامل استحکام کششی در نقطه پیک، استحکام کششی در نقطه پاره شدن، درصد کشش، یکنواختی سطح و شارش سنجی پخت هستند. نتیجه های آزمایش ها برای این نانوچندسازه ها با نمونه لاستیک طبیعی مورد مقایسه قرار گرفت. نتیجه بررسی ها نشان دادند که نانوچندسازه حاوی گرافن اکسید از نظر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی بسیار مطلوب تر از نانوچندسازه حاوی گرافن اکسید کاه ش یافته است و هر دوی این نانوچندسازه ها از نظر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی نتیجه های بهتری نسبت به لاستیک طبیعی دارند. تصویرهای FESEM نشان دادند که در نمونه های حاوی نانوگرافن، سطح نانوچندسازه از یکنواختی و پیوستگی بهتری نسبت به لاتکس اولیه برخوردار بودند. این پیوستگی سطح در مورد نانوچندسازه های حاوی نانوگرافن اکسید به مراتب بهتر و مطلوب تر بود.
In this work, natural rubber (latex) nanocomposites were prepared by adding reduced graphene oxide and graphene oxide nanoparticles to the pristine latex. Then some physical and mechanical properties of these nanocomposites were investigated. These properties included tensile strength at peak point, tensile strength at breaking point, tensile percentage, surface cohesion, and rheometry. The experimental results of these nanocomposites were compared with those of natural rubber. The results showed that nanocomposites containing graphene oxide were much more desirable in terms of physical and mechanical properties than nanocomposites containing reduced graphene oxide. Both of these nanocomposites had better results in terms of physical and mechanical properties than pristine natural rubber. The FESEM images showed that the surface of samples which containing nanographene, had better uniformity and adhesion than those of the original latex. The surface adhesion of nanocomposites, containing nanographene oxide was much better and more desirable comparing to the others.
[1] Turjanmaa, K.; Alenius, H.; Mäkinen-Kiljunen, S.; Reunala, T.; Palosuo, T.; “Natural-rubber-latex allergy Chap.” in: “Handbook of Occupational Dermatology”, Edited by Kanerva, L.; Wahlberg, J.E.; Maibach, H.I.; Springer, Berlin, Heidelberg, 2000.
[2] Tanaka, Y.; Rubber Chem. Technol. 74, 355-375, 2001.
[3] Rose, K.; Tenberge, K.B.; Steinbüchel, A.; Biomacromolecules 6, 180-188, 2005.
[4] Zhang, L.; Li, H.; Lai, X.; Liao, X.; Wang, J.; Su, X.; Liu, H.; Wu, W.; Zeng, X.; Composites, Part A 107, 47-54, 2018.
[5] Hosseinmardi, A.; Amiralian, N.; Hayati, A.N.; Martin, D.J.; Annamalai, P.K.; Ind. Crops Prod. 159, 113063, 2021.
[6] Shahidi, S.; Mohammadi, B.; Mohammadi, S.; Vessally, E.; Plast., Rubber Compos. 51, 13-34, 2022.
[7] Phiri, J.; Gane, P.; Maloney, T.C.; Mater. Sci. Eng. B 215, 9-28, 2017.
[8] Singh, V.; Joung, D.; Zhai, L.; Das, S.; Khondaker, S.I.; Seal, S.; Prog. Mater. Sci. 56, 1178-1271, 2011.
[9] William, S.; Hummers, J.; Offeman, R.E.; J. Am. Chem. Soc. 80, 1339-1339, 1958.
[10] Du, X.; Skachko, I.; Barker, A.; Andrei, E.Y.; Nat. Nanotechnol. 3, 491-495, 2008.
[11] Lerf, A.; He, H.; Forster, M.; Klinowski, J.; J. Phys. Chem. B 102, 4477-4482, 1998.
[12] Berki, P.; László, K.; Tung, N.T.; Karger-Kocsis, J.; J. Reinf. Plast. Compos. 36, 808-817, 2017.
[13] Potts, J. R.; Shankar, O.; Du, L.; Ruoff, R.S.; Macromolecules 45, 6045-6055, 2012.
[14] Zhang, C.; Zhai, T.; Dan, Y.; Turng, L.S.; Polym. Compos. 38, E199-E207, 2017.
[15] Kang, H.; Tang, Y.; Yao, L.; Yang, F.; Fang, Q.; Hui, D.; Composites Part B 112, 1-7, 2017.
[16] Zhang, X.; Xue, X.; Yin, Q.; Jia, H.; Wang, J.; Ji, Q.; Xu, Z.; Composites Part B 111, 243-250, 2017.
[17] Zhang, Y.; Cho, U.R.; Polym. Compos. 39, 3227-3235, 2018.
[18] Kim, J.S.; Yun, J.H.; Kim, I.; Shim, S.E.; J. Ind. Eng. Chem. 17, 325-330, 2011.
[19] Mao, Y.; Wen, S.; Chen, Y.; Zhang, F.; Panine, P.; Chan, T.W.; Zhang, L.; Liang, Y.; Liu, L.; Sci. Rep. 3, 1-7, 2013.
[20] Kim, J.S.; Hong, S.; Park, D.W.; Shim, S. E.; Macromol. Res. 18, 558-565, 2010.
[21] Wu, J.; Huang, G.; Li, H.; Wu, S.; Liu, Y.; Zheng, J.; Polymer 54, 1930-1937, 2013.
[22] Aswathy, T.; Dash, B.; Dey, P.; Nair, S.; Naskar, K.; J. Appl. Polym. Sci. 138, e50746, 2021.
_||_[1] Turjanmaa, K.; Alenius, H.; Mäkinen-Kiljunen, S.; Reunala, T.; Palosuo, T.; “Natural-rubber-latex allergy Chap.” in: “Handbook of Occupational Dermatology”, Edited by Kanerva, L.; Wahlberg, J.E.; Maibach, H.I.; Springer, Berlin, Heidelberg, 2000.
[2] Tanaka, Y.; Rubber Chem. Technol. 74, 355-375, 2001.
[3] Rose, K.; Tenberge, K.B.; Steinbüchel, A.; Biomacromolecules 6, 180-188, 2005.
[4] Zhang, L.; Li, H.; Lai, X.; Liao, X.; Wang, J.; Su, X.; Liu, H.; Wu, W.; Zeng, X.; Composites, Part A 107, 47-54, 2018.
[5] Hosseinmardi, A.; Amiralian, N.; Hayati, A.N.; Martin, D.J.; Annamalai, P.K.; Ind. Crops Prod. 159, 113063, 2021.
[6] Shahidi, S.; Mohammadi, B.; Mohammadi, S.; Vessally, E.; Plast., Rubber Compos. 51, 13-34, 2022.
[7] Phiri, J.; Gane, P.; Maloney, T.C.; Mater. Sci. Eng. B 215, 9-28, 2017.
[8] Singh, V.; Joung, D.; Zhai, L.; Das, S.; Khondaker, S.I.; Seal, S.; Prog. Mater. Sci. 56, 1178-1271, 2011.
[9] William, S.; Hummers, J.; Offeman, R.E.; J. Am. Chem. Soc. 80, 1339-1339, 1958.
[10] Du, X.; Skachko, I.; Barker, A.; Andrei, E.Y.; Nat. Nanotechnol. 3, 491-495, 2008.
[11] Lerf, A.; He, H.; Forster, M.; Klinowski, J.; J. Phys. Chem. B 102, 4477-4482, 1998.
[12] Berki, P.; László, K.; Tung, N.T.; Karger-Kocsis, J.; J. Reinf. Plast. Compos. 36, 808-817, 2017.
[13] Potts, J. R.; Shankar, O.; Du, L.; Ruoff, R.S.; Macromolecules 45, 6045-6055, 2012.
[14] Zhang, C.; Zhai, T.; Dan, Y.; Turng, L.S.; Polym. Compos. 38, E199-E207, 2017.
[15] Kang, H.; Tang, Y.; Yao, L.; Yang, F.; Fang, Q.; Hui, D.; Composites Part B 112, 1-7, 2017.
[16] Zhang, X.; Xue, X.; Yin, Q.; Jia, H.; Wang, J.; Ji, Q.; Xu, Z.; Composites Part B 111, 243-250, 2017.
[17] Zhang, Y.; Cho, U.R.; Polym. Compos. 39, 3227-3235, 2018.
[18] Kim, J.S.; Yun, J.H.; Kim, I.; Shim, S.E.; J. Ind. Eng. Chem. 17, 325-330, 2011.
[19] Mao, Y.; Wen, S.; Chen, Y.; Zhang, F.; Panine, P.; Chan, T.W.; Zhang, L.; Liang, Y.; Liu, L.; Sci. Rep. 3, 1-7, 2013.
[20] Kim, J.S.; Hong, S.; Park, D.W.; Shim, S. E.; Macromol. Res. 18, 558-565, 2010.
[21] Wu, J.; Huang, G.; Li, H.; Wu, S.; Liu, Y.; Zheng, J.; Polymer 54, 1930-1937, 2013.
[22] Aswathy, T.; Dash, B.; Dey, P.; Nair, S.; Naskar, K.; J. Appl. Polym. Sci. 138, e50746, 2021.