تهیه و بررسی رفتار پخت، خواص مکانیکی و اتلاف پسماند نانوکامپوزیت‌های هیبرید دوده و نانورس بر پایه لاستیک استایرن بوتادی‌ان
محورهای موضوعی :
نانومواد
محسن محمدی
1
,
محمد کرابی
2
,
محمدرضا متقی
3
1 - دانشگاه صنعتی قم، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی پلیمر
2 - پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده فرآیند
3 - دانشگاه صنعتی قم، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی پلیمر
تاریخ دریافت : 1402/04/06
تاریخ پذیرش : 1402/04/06
تاریخ انتشار : 1402/04/01
کلید واژه:
هیبرید,
خواص کششی,
نانورس,
دوده,
اتلاف پسماند,
چکیده مقاله :
در این تحقیق به بررسی اثر مقدار پرکننده بر رفتار پخت، خواص مکانیکی و پسماند آمیزه بر پایه لاستیک استایرن بوتادی‌ان (SBR) و تقویت شده با هیبرید نانورس Cloisite 15A و دوده پرداخته شده است. نمونه‌ها به روش اختلاط مذاب بر روی غلتک تهیه و سپس برای پخت در دمای oC 160، قالبگیری فشاری شدند. نتایج بیانگر این بود که نانوکامپوزیت تقویت شده با phr 4 نانورس بهترین خواص را ارائه داد. در ادامه، از تقویت‌کنندگی دوده به همراه نانورس به منظور بهبود خواص SBR بهره برده شد. در نمونه‌های SBR تقویت شده با هیبرید نانورس/دوده، افزایش مقدار دوده منجر به کاهش قابل توجه زمان برشتگی و زمان تکمیل پخت و نیز افزایش قابل توجه سرعت پخت و اختلاف گشتاور شد. بررسی خواص مکانیکی نمونه‌های SBR تقویت شده با هیبرید نانورس/دوده نیز بیانگر بهبود قابل توجه استحکام کششی، مدول کششی و سختی با افزایش مقدار دوده بود. نمودارهای پسماند نشان داد که با افزایش تقویت کننده‌ها و به ویژه دوده، مساحت سطح زیر نمودار تنش-کرنش در حالت بارگذاری- باربرداری بطور قابل توجهی افزایش یافته است. اتلاف پسماند در چرخه اول برای لاستیک SBR مقدار 8/6% بود و برای نانوکامپوزیت phr 4 نانورس و هیبریدهای حاوی 30، 50 و phr 70 به ترتیب به مقادیر 4/16، 1/42، 7/44 و 6/58% رسید. تکنیک SEM دلالت بر پراکنش مناسب ذرات فیلرها داشت و آزمون آسودگی تنش که با دستگاه تحلیلگر فرآیند لاستیک انجام شد نشان داد مدول آسایش اولیه و نهایی و میزان افت آن در نمونه هیبریدی بیشتری از نمونه نانوکامپوزیتی بود.
منابع و مأخذ:
Jin, W.M. Noordermeer, A. Blume, W.K. Dierkes, Polymer Testing, 99, 2021, 107212.
Araujo-Morera, R. Verdugo-Manzanares, S. González, R. Verdejo, Journal of Compososites Science, 5, 2021, 68.
Ji, C. Liu, Z. Luo, J. Zhong, L. Yin, Polymer Composites, 42, 2021, 1574.
Zhou, J. Liu, G. Hou, H. Yang, L. Zhang, Polymer, 218, 2021, 123523.
Morton, “Rubber Technology”, Springer Science & Business Media, 2013.
N. Kaynak, S. Sen, Journal of Elastomers & Plastics, 53, 2021, 525.
Elangovan, F.X. Josephraj, A. Kumarmurugesan, B. Pandian, Material Plastice, 58, 2021, 34.
Sun, J. Huang, J. He, Z. Tang, L. Zhu, F. Liu, Polymer Degradation and Stability, 185, 2021, 109482.
Ikeda, A. Kato, S. Kohjiya, Y. Nakajima, “Rubber Science: A Modern Approach”, Springer, 2018.
Gaca, M. Ilcikova, M. Mrlik, M. Cvek, C. Vaulot, Sensors and Actuators B: Chemical, 329, 2021, 129195.
Idrees, F. Saeed, A. Amin, T. Hussain, Journal of Building Engineering, 44, 2021, 102651.
M.C. Mistretta, L. Botta, R. Arrigo, F. Leto, G. Malucelli, F.P.L. Mantia, Polymers, 13, 2021, 1167.
Roy, T. Mondal, S. Kar, K. Naskar, R. Ghosal, Journal of Applied Polymer Science, 138, 2021, 49093.
P. Wani, R. Raja, M. Reddy, S. Deshpande, Advances in Materials and Processing Technologies, 15, 2021, 1.
Roy, T. Mondal, S. Kar, K. Naskar, R. Ghosal, Journal of Applied Polymer Science, 138, 2021, 49093.
Rajeshkumar, S. Arvindh Seshadri, S. Ramakrishnan, M.R. Sanjay, S. Siengchin, K.C. Nagaraja, Polymer Composites, 42, 2021, 3687.
Satheesan, A.S. Mohammed, Wear, 15, 2021, 466.
Ahmadi-Shooli, M. Tavakoli, Iranian Journal of Polymer Science and Technology, 30, 2017, 127.
Staropoli, V. Roge, E. Moretto, J. Didierjean, M. Michel, B. Duez, P. Steiner, G. Thielen, D. Lenoble, J.S. Thomann, Polymers, 13, 2021, 2413.
J. He, Y.Q. Wang, M.M. Xi, J. Lin, Y. Xue, L.Q. Zhang, Polymer Degradation and Stability, 98, 2013, 9, 1773.
K.M. Kumar, S. Subramaniam, R. Rathanasamy, S.K. Pal, S.K. Palaniappan, Journal of Rubber Research, 23, 2020, 79.
Shiva, S.S. Akhtari, M. Shayesteh, Iranian Polymer Journal, 29, 2020, 957.
Wu, W. Zhao, L. Zhang, Macromolecular Materials and Engineering, 291, 2006, 944.
Ma, Y. Wang, L. Zhang, and Y. Wu, Journal of Applied Polymer Science, 125, 2012, 3484.
J. He, Y.Q. Wang, M.M. Xi, J. Lin, Y. Xue, L.Q. Zhang, Polymer Degradation and Stability, 98, 2013, 1773.
A. Gopi, S.K. Patel, A.K. Chandra, D.K. Tripathy, Journal of Polymer Research, 18, 2011, 1625.
K. Chattopadhyay, S. Chattopadhyay, N.C. Das, P.P. Bandyopadhyay, Materials and Design, 32, 2011, 4696.
Guo, F. Zaïri, H. Baraket, M. Chaabane, X. Guo, European Polymer Journal, 96, 2017, 145.
Praveen, P.K. Chattopadhyay, S. Jayendran, B.C. Chakraborty, Polymer International, 59, 2010, 187.
A. Ciullo, N. Hewitt, “Rubber formulary”, Noyes Publications, New York, 1999.
J. Kim, D. Kim, B. Ahn, H.J. Lee, H.J. Kim, W. Kim, Polymers, 12, 2020, 2343.
Elangovan, F.X. Josepheraj, A.K. Murugesan, B Pandian, Materiale Plastice, 58, 2021, 34.
Castano-Rivera, I. Calle-Holguín, J. Castano, G. Cabrera-Barjas, K. Galvez-Garrido, E. Troncoso-Ortega, Polymers, 13, 2021, 1085.
V. Varghese, H.A. Kumar, S. Anitha, S. Ratheesh, R.S. Rajeev, V.L. Rao, Carbon, 61, 2013, 476.
Choi, M.A. Kader, B. Cho, Y. Huh, C. Nah, Journal of Applied Polymer Science, 98, 2005, 1688.
Bhattacharyya, S. Dasgupta, V. Londa, R. Mukhopadhyay, Journal of Applied Polymer Science, 136, 2019, 47560.
Barghamadi, M. Karrabi, M.H.R. Ghoreishy, S. Mohammadian‐Gezaz, Journal of Applied Polymer Science, 136, 2019, 47550.
Li, J. Zhang, S. Chen, Express Polymer Letters, 2, 2009, 695.
L. Studebaker, E.W.D. Huffman, A.C. Wolfe, L.G. Nabors, Industrial & Engineering Chemistry, 48, 1956, 162.
Esmizadeh, G. Naderi, S.M.R. Paran, Polymer Composites, 38, 2017, E181.
Ravikumar, K. Palanivelu, K. Ravichandran, Applied Mechanics and Materials, 766, 2015, 377.
Annadurai, T. Mukundan, R. Joseph, Plastics Rubber and Composites, 42, 2013, 379.
Praveen, P.K. Chattopadhyay, P. Albert, V.G. Dalvi, B.C. Chakraborty, S. Chattopadhyay, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 40, 2009, 309.
E. Mark, B. Erman, M. Roland, “The science and technology of rubber”, Academic press, 2013.
H.R. Ghoreishy, M. Firouzbakht, G. Naderi, Iranian Journal of Polymer Science and Technology, 26, 2013, 45.
Ghasemi, M. Karrabi, M. Mohammadi, H. Azizi, Express Polymer Letters, 4, 2010, 62.
Singh, M.D. Shah, Journal of Information Knowledge and Research in Mechanical Engineering, 2, 2013, 515.
S. Mohammadian-Gezaz, M. Karrabi, Progress in Rubber, Plastics and Recycling Technology, 33, 2017, 261.
_||_
Jin, W.M. Noordermeer, A. Blume, W.K. Dierkes, Polymer Testing, 99, 2021, 107212.
Araujo-Morera, R. Verdugo-Manzanares, S. González, R. Verdejo, Journal of Compososites Science, 5, 2021, 68.
Ji, C. Liu, Z. Luo, J. Zhong, L. Yin, Polymer Composites, 42, 2021, 1574.
Zhou, J. Liu, G. Hou, H. Yang, L. Zhang, Polymer, 218, 2021, 123523.
Morton, “Rubber Technology”, Springer Science & Business Media, 2013.
N. Kaynak, S. Sen, Journal of Elastomers & Plastics, 53, 2021, 525.
Elangovan, F.X. Josephraj, A. Kumarmurugesan, B. Pandian, Material Plastice, 58, 2021, 34.
Sun, J. Huang, J. He, Z. Tang, L. Zhu, F. Liu, Polymer Degradation and Stability, 185, 2021, 109482.
Ikeda, A. Kato, S. Kohjiya, Y. Nakajima, “Rubber Science: A Modern Approach”, Springer, 2018.
Gaca, M. Ilcikova, M. Mrlik, M. Cvek, C. Vaulot, Sensors and Actuators B: Chemical, 329, 2021, 129195.
Idrees, F. Saeed, A. Amin, T. Hussain, Journal of Building Engineering, 44, 2021, 102651.
M.C. Mistretta, L. Botta, R. Arrigo, F. Leto, G. Malucelli, F.P.L. Mantia, Polymers, 13, 2021, 1167.
Roy, T. Mondal, S. Kar, K. Naskar, R. Ghosal, Journal of Applied Polymer Science, 138, 2021, 49093.
P. Wani, R. Raja, M. Reddy, S. Deshpande, Advances in Materials and Processing Technologies, 15, 2021, 1.
Roy, T. Mondal, S. Kar, K. Naskar, R. Ghosal, Journal of Applied Polymer Science, 138, 2021, 49093.
Rajeshkumar, S. Arvindh Seshadri, S. Ramakrishnan, M.R. Sanjay, S. Siengchin, K.C. Nagaraja, Polymer Composites, 42, 2021, 3687.
Satheesan, A.S. Mohammed, Wear, 15, 2021, 466.
Ahmadi-Shooli, M. Tavakoli, Iranian Journal of Polymer Science and Technology, 30, 2017, 127.
Staropoli, V. Roge, E. Moretto, J. Didierjean, M. Michel, B. Duez, P. Steiner, G. Thielen, D. Lenoble, J.S. Thomann, Polymers, 13, 2021, 2413.
J. He, Y.Q. Wang, M.M. Xi, J. Lin, Y. Xue, L.Q. Zhang, Polymer Degradation and Stability, 98, 2013, 9, 1773.
K.M. Kumar, S. Subramaniam, R. Rathanasamy, S.K. Pal, S.K. Palaniappan, Journal of Rubber Research, 23, 2020, 79.
Shiva, S.S. Akhtari, M. Shayesteh, Iranian Polymer Journal, 29, 2020, 957.
Wu, W. Zhao, L. Zhang, Macromolecular Materials and Engineering, 291, 2006, 944.
Ma, Y. Wang, L. Zhang, and Y. Wu, Journal of Applied Polymer Science, 125, 2012, 3484.
J. He, Y.Q. Wang, M.M. Xi, J. Lin, Y. Xue, L.Q. Zhang, Polymer Degradation and Stability, 98, 2013, 1773.
A. Gopi, S.K. Patel, A.K. Chandra, D.K. Tripathy, Journal of Polymer Research, 18, 2011, 1625.
K. Chattopadhyay, S. Chattopadhyay, N.C. Das, P.P. Bandyopadhyay, Materials and Design, 32, 2011, 4696.
Guo, F. Zaïri, H. Baraket, M. Chaabane, X. Guo, European Polymer Journal, 96, 2017, 145.
Praveen, P.K. Chattopadhyay, S. Jayendran, B.C. Chakraborty, Polymer International, 59, 2010, 187.
A. Ciullo, N. Hewitt, “Rubber formulary”, Noyes Publications, New York, 1999.
J. Kim, D. Kim, B. Ahn, H.J. Lee, H.J. Kim, W. Kim, Polymers, 12, 2020, 2343.
Elangovan, F.X. Josepheraj, A.K. Murugesan, B Pandian, Materiale Plastice, 58, 2021, 34.
Castano-Rivera, I. Calle-Holguín, J. Castano, G. Cabrera-Barjas, K. Galvez-Garrido, E. Troncoso-Ortega, Polymers, 13, 2021, 1085.
V. Varghese, H.A. Kumar, S. Anitha, S. Ratheesh, R.S. Rajeev, V.L. Rao, Carbon, 61, 2013, 476.
Choi, M.A. Kader, B. Cho, Y. Huh, C. Nah, Journal of Applied Polymer Science, 98, 2005, 1688.
Bhattacharyya, S. Dasgupta, V. Londa, R. Mukhopadhyay, Journal of Applied Polymer Science, 136, 2019, 47560.
Barghamadi, M. Karrabi, M.H.R. Ghoreishy, S. Mohammadian‐Gezaz, Journal of Applied Polymer Science, 136, 2019, 47550.
Li, J. Zhang, S. Chen, Express Polymer Letters, 2, 2009, 695.
L. Studebaker, E.W.D. Huffman, A.C. Wolfe, L.G. Nabors, Industrial & Engineering Chemistry, 48, 1956, 162.
Esmizadeh, G. Naderi, S.M.R. Paran, Polymer Composites, 38, 2017, E181.
Ravikumar, K. Palanivelu, K. Ravichandran, Applied Mechanics and Materials, 766, 2015, 377.
Annadurai, T. Mukundan, R. Joseph, Plastics Rubber and Composites, 42, 2013, 379.
Praveen, P.K. Chattopadhyay, P. Albert, V.G. Dalvi, B.C. Chakraborty, S. Chattopadhyay, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 40, 2009, 309.
E. Mark, B. Erman, M. Roland, “The science and technology of rubber”, Academic press, 2013.
H.R. Ghoreishy, M. Firouzbakht, G. Naderi, Iranian Journal of Polymer Science and Technology, 26, 2013, 45.
Ghasemi, M. Karrabi, M. Mohammadi, H. Azizi, Express Polymer Letters, 4, 2010, 62.
Singh, M.D. Shah, Journal of Information Knowledge and Research in Mechanical Engineering, 2, 2013, 515.
S. Mohammadian-Gezaz, M. Karrabi, Progress in Rubber, Plastics and Recycling Technology, 33, 2017, 261.
