مطالعه تاثیر نانوخاک‌رس و ترکیب آن با دوده بر خواص فیزیکی و مکانیکی لاستیک استایرن ـ بوتادین (SBR)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 قم، دانشگاه صنعتی قم، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی پلیمر، صندوق پستی 37195-1519

2 دانشگاه صنعتی قم

10.22034/ijche.2022.331144.1185

چکیده

در این پژوهش تاثیر اضافه کردن نانوخاک‌رس اصلاح شده به لاستیک SBR بر رفتار پخت، میزان جذب روغن و خواص مکانیکی نظیر مدول، استحکام کششی و کرنش در نقطه شکست، سختی و مقاومت سایشی بررسی شده است. در ادامه تاثیر مقدار دوده و جایگزینی بخشی از آن با تقویت کننده نانو‌‌رس بر استحکام کششی، ازدیاد طول در نقطه شکست، سختی و مقاومت سایشی نیز بررسی گردید. با افزودن نانو ذرات استحکام کششی و ازدیاد طول تا پارگی به طور قابل توجهی افزایش یافت که بیشترین افزایش در مقدار phr10 نانو ذرات رخ داد. بررسی نتایج آزمون رئومتری نشان داد که با افزایش میزان نانو ذرات زمان برشتگی و زمان پخت بهینه کاهش و سرعت پخت افزایش یافت. اضافه کردن نانو ذرات به ماتریس پلیمری باعث بهبود مقاومت سایشی گشته و حجم ساییده شده نمونه‌ها با افزایش مقدار نانو به طور چشمگیری نسبت به نمونه خالص SBR کاهش یافت. افزودن phr 10 خاک‌رس در حضور phr 20 دوده مقدار کرنش تا نقطه پارگی و استحکام کششی به ترتیب به میزان 300 درصد و MPa 3 نسبت به نمونه بدون دوده افزایش یافت که بیانگر تاثیر هم افزایی دوده و نانورس در بهبود خواص مکانیکی نمونه‌ها می‌باشد. با جایگزینی phr 10 دوده با همین مقدار نانو ذرات خاک‌رس استحکام کششی، کرنش در نقطه شکست و سختی به ترتیب به میزان 30%، 24% و 5% افزایش و میزان جذب روغن و میزان حجم ساییده شده به ترتیب به میزان 23% و 11% کاهش یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of Nanoclay and Its Hybrid with Carbon Black on Physical and Mechanical Properties of Styrene Butadiene Rubber

نویسنده [English]

  • Seyed Ali Mousavi 1
1 Department of polymer Engineering, Qom University of technology
چکیده [English]

In this study, the effect of adding nanoclay and carbon black to SBR on curing behavior, oil absorption and mechanical properties such as tensile strength and strain at break, hardness and abrasion resistance were investigated. At the end, we investigated the effect of carbon black (CB) and replacement a portion of CB with modified clay on tensile strength, elongation at break, hardness and abrasion resistance of SBR. Tensile strength and elongation at break were significantly improved upon addition of nanoclay and the optimum amount of nanoclay was 10 phr. The rheometric test indicated that as the nanoparticles loading increases, the scorch time and optimum cure time decrease and the cure rate increases. Adding nanoparticles to the polymer matrix improved the abrasion resistance and the abrasive volume of the samples decreased significantly with addition of nanoclay content. Adding 10 phr nanoclay to SBR containing 20 phr carbon black elongation at break and tensile strength exhibited a siginificant increase of 300% and 3 MPa respectively indicationg synergisty of carbon black and nanoclay in improving mechanical properties of SBR. Upon replacement of 10 phr CB with clay tensile strength, elongation at break and hardness improved 30%, 24% and 5% respectively and oil absorption and abrasive volume decreases 23% and 11% respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • SBR
  • Nanoclay
  • carbon black
  • Cure behavior
  • Mechanical properties