Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Mechanical properties of natural rubber composites with walnut shell powder and cellulose

Vršková Juliána, Labaj Ivan, Skalková Petra, Kopal Ivan, Mičicová Zuzana, Božeková Slavomíra, Ondrušová Darina

Polimery

|

2025

|

Vol. 70, nr 11-12

738--743

EN

The effect of filler type and quantity (30, 40 phr), i.e., walnut shell powder (WS) and cellulose (CEL), on the tensile properties and hardness of natural rubber was investigated. Additionally, resistance to thermo-oxidative aging and its effect on mechanical properties was assessed. Both WS and CEL significantly improve the mechanical properties of natural rubber, while also providing an environmentally friendly and economical alternative to traditional fillers.

PL

Zbadano wpływ rodzaju i ilości napełniacza (30, 40 phr) tj. proszku z łupin orzecha włoskiego (WS) oraz celulozy (CEL) na właściwości mechaniczne przy rozciąganiu i twardość kauczuku naturalnego. Dodatkowo oceniono odporność na starzenie termo-oksydacyjne i jego wpływ na właściwości mechaniczne. Zarówno WS, jak i CEL znacząco poprawiają właściwości mechaniczne kauczuku naturalnego, jednocześnie stanowiąc przyjazną dla środowiska i ekonomiczną alternatywę dla tradycyjnych napełniaczy.

2

Effect of industrial waste combustion ash on the rubber compounds mixing and vulcanization process

Labaj Ivan, Vršková Juliána, Skalková Petra, Kopal Ivan, Ondrušová Darina, Božeková Slavomíra, Mičicová Zuzana

Polimery

|

2025

|

Vol. 70, nr 11-12

744--751

EN

Instead of conventional carbon black (N550), an alternative carbon-based filler (AFC) - ash from the incineration of industrial waste - was used to obtain rubber compounds. The effect of this type of filler on the mixing and vulcanization process of rubber compounds was investigated. The addition of AFC reduced the maximum torque and real temperature of the compound. Compounds with a high AFC content were characterized by greater stiffness in the uncured state and significantly longer scorch times, while maintaining optimal vulcanization times. The obtained results indicate that AFC can partially or completely replace N550 in rubber compounds for conveyor belts without negatively impacting key processing parameters.

PL

Do otrzymywania mieszanek gumowych zamiast konwencjonalnej sadzy (N550) zastosowano alternatywny napełniacz na bazie węgla (AFC) - popiół ze spalania odpadów przemysłowych. Zbadano wpływ tego typu napełniacza na proces mieszania i wulkanizacji mieszanek gumowych. Dodatek AFC zmniejszył maksymalny moment obrotowy i rzeczywistą temperaturę mieszanki. Mieszanki o wysokiej zawartości AFC charakteryzowały się większą sztywnością w stanie nieutwardzonym i znacznie dłuższym czasem podwulkanizacji, przy zachowaniu optymalnego czasu wulkanizacji. Uzyskane wyniki wskazują, że AFC może częściowo lub całkowicie zastąpić N550 w mieszankach gumowych do taśm przenośnikowych bez negatywnego wpływu na kluczowe parametry przetwórstwa.

3

Effect of bentonite silanized using microwave radiation on natural rubber properties

Mičicová Zuzana, Božeková Slavomíra, Pajtášová Mariana, Skalková Petra, Vršková Juliána, Labaj Ivan

Polimery

|

2025

|

Vol. 70, nr 11-12

721--726

EN

Bentonite was modified with silane using microwave irradiation (Milestone flexiWAVE system) and compared with conventionally treated bentonite under identical conditions. The modified bentonite was characterized using Fourier transform infrared spectroscopy, energy dispersive X-ray analysis, and thermogravimetric analysis. The effect of modified bentonite on the rheological and mechanical properties of natural rubber was investigated. The use of microwave radiation to modify bentonite with silane significantly improved the compatibility of the filler with the polymer matrix, which resulted in more effective stress transfer, more uniform filler distribution and improved mechanical properties of the composite.

PL

Bentonit modyfikowano silanem przy użyciu promieniowania mikrofalowego (system Milestone flexiWAVE) i porównano z bentonitem poddanym obróbce konwencjonalnej w identycznych warunkach. Modyfikowany bentonit scharakteryzowano za pomocą spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera, dyspersyjnej analizy rentgenowskiej z energią oraz analizy termograwimetrycznej. Zbadano wpływ modyfikowanego bentonitu na właściwości reologiczne i mechaniczne naturalnego kauczuku. Zastosowanie promieniowania mikrofalowego do modyfikacji bentonitu silanem znacząco poprawiło kompatybilność napełniacza z osnową polimerową, co skutkowało efektywniejszym przenoszeniem naprężeń, bardziej równomiernym rozmieszczeniem napełniacza i poprawą właściwości mechanicznych kompozytu.

4

Coal-derived liquid smoke as an eco-friendly coagulant for enhancing the quality of natural latex in Jambi, Indonesia

Naswir Muhammad, Lestari Intan, Jalius, Wibowo Yudha Gusti

Ecological Engineering & Environmental Technology

|

2025

|

Vol. 26, iss. 4

161--179

EN

The productivity and quality of natural rubber in Indonesia, particularly in Jambi Province, remain suboptimal, resulting in lower market value compared to rubber from Malaysia and Thailand. This study investigates the potential of coal-derived liquid smoke as an alternative coagulant to improve the quality of natural latex. Liquid smoke was produced using a 3-in-1 pyrolysis reactor operated at 250–300 °C for 5 hours and subsequently purified into three grades. Various concentrations (10%, 25%, 45%, 50%, and 60%) of liquid smoke were tested for latex coagulation. Characterization revealed that purified liquid smoke had a pH range of 2.06–2.66, total phenolic content of 11.67–13.13 mg GAE/100 g, and acidity of 11.12–13.06%. Field applications with local farmers in Ladang Panjang Village demonstrated that liquid smoke at concentrations above 40% significantly improved latex quality, with faster coagulation times, reduced impurities, and enhanced resistance to microbial growth. These findings suggest that coal-derived liquid smoke is a cost-effective, environmentally friendly alternative to conventional coagulants, contributing to improved rubber quality and market value.

5

Application properties and microscopic analysis of elastomer samples cross-linked by gamma radiation

Bonato Jasminka

Zeszyty Naukowe Politechniki Morskiej w Szczecinie

|

2024

|

nr 78 (150)

15--21

EN

Natural rubber is an important industrial material derived from caoutchouc trees (Hevea Brasiliensis). By chemical composition, it is a polymer material that is mostly cis-1,4-polyisoprene. It falls into the category of elastomers, which enables its wide usage due to its specific characteristics. Polymer materials include plastic, rubber, and glue and are the most important technical materials. Rubbers are used in the production of conveyor belts, shock absorbers, coatings, fenders, engines, and device parts. They are also used in composite materials such as threads, particles, and matrix materials. By analyzing the properties of natural rubber, the subject of the research is defined, i.e., the characterization of natural rubber samples and their connection with macroscopic properties. In accordance with the subject of the research, in this paper, tests are carried out on samples of natural rubber, which are obtained in the form of thin films from latex and cross-linked by gamma radiation. A total dose of 300 kGy is applied to the samples in the state of uniaxial deformation. In this sense, a hypothesis is put forward that involves examining the influence of radiation dose on the morphology of natural rubber samples using scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectrometry (EDX). The investigation aims to emphasize the importance of the method in acquiring a comprehensive characterization of the material samples, which are used both in maritime areas and in other fields of application.

6

Diffuse plasma surface modification of natural rubber-based composite (Rapid communication)

Ďurišová Silvia, Pajtášová Mariana, Ondrušová Darina, Janík Róbert, Lokšíková Simona, Božeková Slavomíra, Labaj Ivan, Klepka Tomasz

Polimery

|

2024

|

Vol. 69, nr 7-8

450--453

EN

The article investigates the effect of diffusion plasma exposure time (30 s, 60 s) on the physicochemical surface properties of the natural rubber-based composite. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM) with dispersive X-ray spectroscopy (EDS) were used to assess the properties. Wettability and surface free energy tests were also performed. The application of plasma leads to surface oxidation (EDS). The obtained properties did not change for 21 days, and the plasma exposure time had no significant effect on the physicochemical changes of the composite surface.

PL

W artykule zbadano wpływ czasu oddziaływania plazmy dyfuzyjnej (30 s, 60 s) na właściwości fizykochemiczne powierzchni kompozytu na bazie kauczuku naturalnego. Do jej oceny zastosowano spektroskopię fotoelektronów rentgenowskich (XPS), mikroskopię skaningową elektronową (SEM) z dyspersyjną spektroskopią rentgenowską (EDS). Przeprowadzono również badania zwilżalności oraz swobodnej energii powierzchniowej. Zastosowanie plazmy prowadzi do utleniania powierzchni (EDS). Uzyskane właściwości nie zmieniały się przez 21 dni, a czas ekspozycji plazmy nie miał istotnego wpływu na zmiany fizykochemiczne powierzchni kompozytu.

7

Mechanical properties and quantum mechanical simulations of natural rubber composites with cerium complexes under aging conditions

Li Yilin, Liu Yonggang, Hao Wei, Liu Zhaogang, Zhang Wentao, Hu Yanhong, Wu Jinxiu

Materials Science Poland

|

2024

|

Vol. 42, No. 1

158--170

EN

Enhancing the service life of natural rubber (NR) products, including antioxidants, is crucial to prevent rubber degradation and enhance its oxidation resistance. Phenolic antioxidant 2246 and cerium complex of p-amino salicylic acid (PAS-Ce) are utilized as NR antioxidants. Numerous studies have qualitatively analyzed the antioxidant mechanisms of these compounds. Building upon this perspective, this study quantitatively assessed the protective mechanisms of these antioxidants by combining experimental data with molecular simulations. Additionally, it compared their impacts on the thermal oxidative aging performance of NR. The findings revealed that the PAS-Ce/NR system exhibited the highest mechanical performance retention following multiple days of thermal-oxidative aging. Analyzing the PAS-Ce/NR system through ATR-FTIR and DTA techniques demonstrated that it had the lowest C=O content after thermal-oxidative aging. Furthermore, calculating the activation energy required for thermal-oxidative aging decomposition using the Kissinger and FWO methods indicated that PAS-Ce/NR had the highest activation energy, suggesting superior inhibitory effects against thermal-oxidative aging. Quantum mechanical simulations also illustrated that the dissociation energy of the O-H bond in antioxidants 2246 and PAS-Ce was lower than that of the C-H bond in NR. However, PAS-Ce exhibited a quicker capture of radical species, effectively delaying the oxidation reaction rate of NR molecular chains and thus more efficiently inhibiting the aging process. These insights contribute significantly to comprehending the antioxidative mechanisms in NR aging.

8

Development of the replacement skin of the IV arm simulator to meet customer requirements

Visuthipanich V., Chaneiam N., Duangdech W., Pruktarat W., Choomrit N., Kongprasert N.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2024

|

Vol. 123, nr 1

17--24

EN

Purpose: The IV arm simulator trains IV catheter insertion in nursing education. Repeated practical training on IV catheter insertion can increase the confidence of new nurses or nursing students. All IV arm simulators in Thailand are imported from overseas and are expensive. The replacement skin of the existing IV arm simulators is not durable and is easily broken. Then, the objective of the study was to develop the replacement skin of the IV arm simulator from natural rubber, which was encouraged by the Thai government to advance the processing of natural rubber into higher value products. Design/methodology/approach: It was done in 4 phases. First, it was to explore the user requirements and problems of the existing IV arm simulator. The questionnaire was used to interview the requirements and problems of five nursing experts and lecturers and translate them into product characteristics. Second, it was to make a new replacement skin for the IV Arm Simulator from natural rubber. The plaster mould and centrifugal casting processes were selected and integrated to make the new replacement skin. Third, it was to test and compare the material properties of the new replacement skin with the existing replacement skin. The durability and adhesion testing were selected to test the material properties. Fourth, it was to explore user satisfaction after using the new replacement skin. The questionnaire was used to interview nurses and nurse’s lecturers again to explore user satisfaction on physical and usability. Findings: Results show that the new replacement skin is more durable than the existing one. It can attach the transpore tape and micropore tape. It can replace and fit with the existing IV arm simulator. Research limitations/implications: The study was a comparative study focusing on Thai nurse requirements. The new replacement skin was developed from the existing IV arm simulator based on the size and texture of Western people. Further studies should be conducted to develop an IV arm simulator that is suitable for Asian people. Practical implications: The new replacement skin from natural rubber can decrease import products, enhance Thai product value, and promote employment in the rubber industry. Originality/value: The new replacement skin can be made from natural rubber as raw material. It was designed based on user requirements and problems. It has durability and adhesion properties are better than the existing replacement skin.

9

Failure monitoring of rubber products reinforced with waste fibers of tire recycling process

Rodhan Zahraa Kadhum, Abd-Ali Nabel Kadum, Al-Nesrawy Sameer Hassan

Diagnostyka

|

2024

|

Vol. 25, No. 2

art. no. 2024203

EN

In this article, waste fibres from the recycling tire process with a different percentage of addition (0, 2.5, 5, 7.5, 10, 12.5) were mixed to increase their tensile strength, tear resistance, and bending resistance with natural rubber NR. The effect of short fiber on composite mechanical properties was investigated. Despite substantial research on the mechanical characteristics of rubber products reinforced with fiber waste, the experimental work focused on identifying precursory physical mechanisms that are responsible for fracture behavior during tests and structural monitoring. The findings reveal that milling and vulcanization conditions have a significant role in enhancing mechanical characteristics. The waste fibres and natural rubber provide strong interfacial adhesion during two rolls of milling and vulcanization at 140°C. Waste fiber may boost the tensile strength of a composite material by up to 7.5% of waste fiber, with a slight decrease at 10% and 12.5%. The flexing test findings showed that adding fiber to the recipe improved it by up to 7.5% before gradually degrading, and it is obvious that the recipes' tear resistance improves in comparison to the basic recipe. The discoveries have the potential to increase the tensile strength, tear resistance, and flexing resistance of industrially manufactured rubber conveyor belts, which are important physical properties in engineering applications.

10

Morphology and selected properties of NR/BR/CNT nanocomposites – effect of ethanol-assisted mixing

Zhang Juzheng, Gu Zheng, Meng Chao, Wang Jianfa, Sui Jinyong

Polimery

|

2023

|

Vol. 68, nr 5

251--258

EN

Carbon nanotubes (CNT) and ethanol-assisted mixing were used to obtain composites based on a mixture of natural rubber and butadiene rubber (NR/BR 80/20). The structure of the composites was determined by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM). Thermal aging tests were also carried out and the vulcanization process was characterized. SEM confirmed the homogeneous dispersion of CNTs in the polymer matrix. Improvements in tensile and tear strength as well as thermal stability were also achieved.

PL

Do otrzymywania kompozytów na bazie mieszaniny kauczuku naturalnego i butadienowego (NR/BR 80/20) zastosowano nanorurki węglowe (CNT) i mieszanie wspomagane etanolem. Strukturę kompozytów określono za pomocą spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR) oraz skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Przeprowadzono również badania starzenia termicznego oraz scharakteryzowano proces wulkanizacji. Metodą SEM potwierdzono jednorodną dyspersję CNT w osnowie polimerowej. Uzyskano również poprawę wytrzymałości na rozciąganie i rozdzieranie oraz stabilności termicznej.

11

Effect of ethanol-assisted mixing on the selected properties and homogeneity of NR/BR blends

Meng Chao, Gu Zheng, Sui Jinyong, Wang Jianfa, Li Peiyao, Hu Shaokai, Zhang Susu, Zhang Xiaoyi, Wang Haoyu, Han Shaolong, Yang Zhifei

Polimery

|

2023

|

Vol. 68, nr 3

142--148

EN

The effect of the mixing method (normal and ethanol-assisted) on selected properties of natural rubber with butadiene rubber blends (NR/BR 80/20) was investigated. Scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and thermogravimetric analysis (TGA) were used to evaluate the properties. In addition, the mechanical tensile properties, tear resistance and thermal aging, as well as vulcanization characteristic were determined. It was found that ethanol-assisted mixing can significantly improve the mechanical properties and thermal stability of the blends as a result of better dispersion of additives in the rubber matrix.

PL

Zbadano wpływ metody mieszania (tradycyjna i wspomagana etanolem) na wybrane właściwości mieszanin kauczuku naturalnego z kauczukiem butadienowym (NR/BR 80/20). Do oceny właściwości zastosowano skaningową mikroskopię elektronową (SEM), spektroskopię w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR) oraz analizę termograwimetryczną (TGA). Ponadto oznaczono właściwości mechaniczne przy rozciąganiu, odporność na rozdzieranie i starzenie termiczne, a także właściwości wulkanizacyjne. Stwierdzono, że mieszanie wspomagane etanolem może znacząco poprawić właściwości mechaniczne i stabilność termiczną mieszanin NR/BR, jako efekt lepszej dyspersji dodatków w osnowie gumowej.

12

Thermal aging resistance of natural rubber compounded with conjugated Schiff base

Wang Jianfa, Gu Zheng, Zhang Susu, Wang Ning, Sui Jinyong, Zhang Xiaoyi, Li Peiyao, Liu Wenjin, Hu Yifan

Polimery

|

2022

|

Vol. 67, nr 1

20--27

EN

Schiff’s base iron salt can be used as a new and effective antioxidant for rubber compounds. The tensile strength after 96 h of aging was approx. 36% and 12% higher, respectively, than in the case of the antioxidants 4010NA and BHT used. Natural rubber vulcanizate (NR) containing the iron salt of Schiff’s base showed excellent rheological and mechanical properties, as well as very good thermal stability. These properties were far superior to that of other commercially available antioxidant rubber blends.

PL

Sól żelazowa zasady Schiffa może być stosowana jako nowy i skuteczny przeciwutleniacz do mieszanek gumowych. Wytrzymałość na rozciąganie po 96 h starzenia była odpowiednio o ok. 36% i 12% większa niż w przypadku stosowanych przeciwutleniaczy 4010NA i BHT. Wulkanizat kauczuku naturalnego (NR) zawierający sól żelazową zasady Schiffa wykazywał doskonałe właściwości reologiczne, mechaniczne, a także bardzo dobrą stabilność termiczną. Właściwości te były o wiele lepsze niż innych, dostępnych na rynku, przeciwutleniaczy mieszanek gumowych.

13

Poly(L-lactic acid)/deproteinized natural rubber blends with enhanced compatibility

Mahendra I Putu, Nghia Phan Trung, Phuong Nguyen Thi Hong, Hang Tring Thi, Alias Nur Fazreen, Ismail Hanafi

Polimery

|

2021

|

T. 66, nr 2

105--111

EN

PLLA-g-LMWNR (LMWNR – low molecular weight natural rubber) was used as a compatibilizer (1–3 wt %) of poly(L-lactic acid)/deproteinized natural rubber (PLLA/DPNR) blend (95/5 w/w). The LMWNR was prepared using TiO2/ZnO (9 : 1 w/w) and H2O2 as co-catalyst. The obtained LMWNR was grafted with 0–12 wt % maleic anhydride (LMWNR-g-MA) and then with PLLA (PLLA-g-LMWNR). A significant improvement in the mechanical properties of the PLLA/DPNR blend was found in the blend that contained 3 wt % PLLA-g-LMWNR. Scanning electron microscopy showed a decrease in the pore diameter from 5.44 to 1.56 μm. The thermal analysis of PLLA/DPNR blends showed that the Tg value of PLLA phase shifted from 63.1 to 61.4°C. These results confirmed that PLLA-g-LMWNR can enhance the compatibility of the PLLA/DPNR blend.

PL

PLLA-g-LMWNR (LMWNR – kauczuk naturalny o małym ciężarze cząsteczkowym) stosowano jako kompatybilizator (1–3% mas.) mieszaniny PLLA/DPNR [poli(L-kwas mlekowy)/zdeprotonowany kauczuk naturalny] (95/5 w/w). LMWNR otrzymano z DPNR przy użyciu TiO2/ZnO (9 : 1 w/w) i H2O2 jako kokatalizatora, a następnie szczepiono bezwodnikiem maleinowym w ilości 0–12% mas. (LMWNR-g-MA). PLLA-g-LMWNR uzyskano w wyniku szczepienia PLLA z LMWNR-g-MA. Stwierdzono poprawę właściwości mechanicznych mieszaniny PLLA/DPNR zawierającej 3% mas. PLLA-g-LMWNR. Metodą SEM wykazano zmniejszenie średnicy porów z 5,44 do 1,56 μm. Wartość temperatury zeszklenia Tg fazy PLLA mieszaniny PLLA/DPNR, wyznaczona metodą analizy termicznej, zmniejszyła się z 63,1 do 61,4°C. Uzyskane wyniki potwierdziły, że dodatek PLLA-g-LMWNR zwiększa kompatybilność mieszaniny PLLA/DPNR.

14

Effects of carbon nanotubes and graphene on the structure and properties of natural rubber

Sui Jinyong, Gu Zheng, Zhang Xiaoyi, Li Zhenxu, Song Lining, Yang Lina, Wang Ning

Polimery

|

2021

|

T. 66, nr 4

217--223

EN

Natural rubber (NR) is an important strategic material for national defense industry. It is also used in the food industry and medicine. However, due to the unsaturated double bond, its aging resistance, mechanical properties and solvent resistance are very poor. In order to improve these properties, carbon nanotubes (CNTs) and reduced graphene oxide (rGO) were used, added at 1 : 1 ratio. The NR/CNTs/rGO nanocomposites were obtained by mechanical mixing aft er adding 1, 2, 3 and 4 phr of fi ller. The infl uence of the fi ller content on the structure (TEM), vulcanization properties, abrasion and solvent resistance, mechanical properties, dynamic mechanical properties (DMA) and thermal properties (TGA) of nanocomposites was investigated. Increasing the content of CNTs/rGO increased the crosslinking density of the composites. TEM studies showed that CNTs and graphene sheets were evenly dispersed throughout the NR matrix. They also had good compatibility with the rubber matrix. The addition of CNTs and graphene increased the abrasion and solvent resistance as well as improved the mechanical properties. TGA analysis showed that the nanocomposites had excellent thermal stability. The best properties were obtained with the CNTs/rGO content of 2 phr.

PL

Kauczuk naturalny (NR) stanowi ważny materiał strategiczny dla przemysłu obronnego. Znajduje również zastosowanie w przemyśle spożywczym i medycynie. Jednak obecność w cząsteczce nienasyconych podwójnych wiązań powoduje osłabienie jego odporności na starzenie, pogorszenie wytrzymałości mechanicznej i odporności na działanie rozpuszczalników. W celu poprawy tych właściwości do kauczuku naturalnego wprowadzono nanorurki węglowe (CNTs) i zredukowany tlenek grafenu (rGO), dodawane w stosunku 1 : 1. Nanokompozyty NR/CNTs/rGO otrzymywano metodą mechanicznego mieszania NR z 1, 2, 3 lub 4 phr napełniacza (CNTs/rGO). Zbadano wpływ zawartości dodatku na strukturę (TEM), właściwości wulkanizacyjne, właściwości mechaniczne, odporność na ścieranie i działanie rozpuszczalnika, dynamiczne właściwości mechaniczne (DMA) i właściwości termiczne (TGA) wytworzonych kompozytów. Zwiększenie udziału CNTs/rGO powodowało zwiększenie gęstości usieciowania kompozytów. Z badań TEM wynika, że cząstki CNTs i grafenu były równomiernie rozproszone w osnowie NR i wykazywały dobrą kompatybilność z kauczukiem naturalnym. Dodatek CNT i grafenu zwiększył odporność na ścieranie i działanie rozpuszczalników oraz poprawił właściwości mechaniczne naturalnego kauczuku. Na podstawie analizy TGA stwierdzono, że nanokompozyty charakteryzowały się doskonałą stabilnością termiczną. Najlepszymi właściwościami użytkowymi odznaczały się kompozyty NR zawierające 2 phr CNTs/rGO.

15

Influence of Dual Filler Reinforcement on the Curing and Tribo-Mechanical Behaviour of Natural Rubber Nanocomposite for Tire Tread Application

Harikrishna Kumar M., Subramaniam Shankar, Rajasekar Rathanasamy, Pal Samir Kumar, Palaniappan Sathish Kumar

Archives of Metallurgy and Materials

|

2021

|

Vol. 66, iss. 3

893--899

EN

A huge amount of carbon black (40-60 phr) was commonly used as a reinforcing material in manufacturing of tires to improve the technical properties of pure rubber. Carbon black causes severe health hazard like skin cancer, respiratory problem due to its fly loss property. This study focusses on reducing the usage of carbon black by replacing it with minimal quantity of nanoclay to compensate the technical properties of rubber. Natural rubber nanocomposite are fabricated using solution and mechanical mixing method in presence and absence of compatibilizer. Cure characteristics, wear test and mechanical properties were examined. NR nanocomposite with dual filler in presence of compatibilizer showed enhancement in torque values, mechanical and wear resistant property. Wear resistance, tensile strength and modulus of dual filler nanocomposite was increased by 66.7%, 91% and 85% when compared to pure NR. Hence NR nanocomposite with dual filler in presence of compatibilizer was found as a proving and possible nanocomposite for tire application.

16

Wytwarzanie i wybrane właściwości kompozycji kauczukowych z regenerowaną celulozą

Koziński Piotr, Włoch Marcin, Kozłowska Adrianna, Parcheta Paulina, Olszewski Adam, Bagiński Filip, Datta Janusz

Elastomery

|

2019

|

T. 23, nr 4

241--251

PL

Celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu regenerowanych włókien wiskozowych (dodanych w ilości 10, 20, 30 phr) jako proekologicznego napełniacza na wybrane właściwości kompozycji na osnowie kauczuku naturalnego. Dla każdej z wyżej wymienionych proporcji otrzymano materiały wulkanizowane przez 5, 10, 15, 20 minut. Uzyskane materiały poddano statycznej próbie rozciągania, badaniu elastyczności przy odbiciu metodą Schoba, twardości metodą Shore’a oraz pomiarom ścieralności. Wyniki badań zostały porównane z materiałem referencyjnym, który nie zawierał dodatku włókien wiskozowych. Stwierdzono, że wzrost zawartości włókien obniża wytrzymałość na rozciąganie oraz elastyczność przy odbiciu, ale powoduje wzrost twardości, wydłużenia trwałego, wydłużenia przy zerwaniu oraz modułów przy wydłużeniu 100, 200 i 300%.

EN

The aim of this study was to investigate the effect of regenerated viscose fibers (added in an amount of 10, 20, 30 phr) as a pro-ecological filler on selected properties of the composition based on natural rubber. Materials vulcanized for 5, 10, 15, 20 minutes were obtained for each of the above-mentioned proportions. The obtained materials were subjected to a static tensile test, rebound resilience test using the Schob method, hardness by the Shore method and abrasion test using Schopper-Schlobach apparatus. Test results were compared with reference material, which did not contain the addition of viscose fibers. It was observed that the increase in fiber content reduces tensile strength and rebound resilience, but also causes increase of the hardness, permanent elongation, elongation at break and modules at 100, 200 and 300% elongation.

17

Wulkanizaty kauczuku naturalnego otrzymane z użyciem plastyfikatorów pochodzenia roślinnego

Zagożdżon Izabela, Parcheta Paulina, Głowińska Ewa, Datta Janusz

Elastomery

|

2019

|

T. 23, nr 2

85--100

EN

The aim of this research was to investigate the impact of epoxidized natural oils on natural rubbers vulcanizates selected properties. Epoxidized soybean oil and epoxidized palm oil were used as a plasticizers. The impact of this two types of oils on selected properties of prepared vulcanizates was compared with reference samples prepared without plasticizer usage and with the use of naphthenic oil. The influence of the type and amount of applied plasticizer on the vulcanization time was investigated and the properties of the obtained vulcanizates under static stretching were analyzed. In addition, the hardness and elasticity were measured, and the abrasiveness of the vulcanizates was examined. In order to determine the thermomechanical properties of the obtained materials, selected vulcanizates were also subjected to DMA analysis. It was found that the addition of epoxidized natural oils with maximum of 5 phr led to improvement of selected mechanical properties of the natural rubber vulcanizates.

PL

Celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu epoksydowanych olejów roślinnych na wybrane właściwości wulkanizatów kauczuku naturalnego. Jako plastyfikatorów użyto epoksydowanego oleju sojowego oraz epoksydowanego oleju palmowego. Wpływ olejów naturalnych porównano także z wulkanizatami przygotowanymi bez użycia zmiękczaczy, jak i zawierającymi olej maszynowy, pochodzący z przerobu ropy naftowej. Zbadano wpływ rodzaju oraz ilości zastosowanego plastyfikatora na czas wulkanizacji oraz przeprowadzono analizę właściwości otrzymanych wulkanizatów przy statycznym rozciąganiu. Ponadto, wykonano pomiar twardości oraz elastyczności przy odbiciu, a także zbadano ścieralność wulkanizatów. W celu określenia właściwości termomechanicznych otrzymanych materiałów, wybrane wulkanizaty poddano również analizie DMA. Stwierdzono, że dodatek epoksydowanych olejów naturalnych w ilości do 5 phr wpływa na poprawę wybranych właściwości mechanicznych otrzymanych wulkanizatów kauczuku naturalnego.

18

Kinetyka wulkanizacji i właściwości mieszanek kauczuku naturalnego opartych na włóknie klonowym/krzemionce/sadzy

Kazemi Hossein, Mighri Frej, Park Keun-Wan, Shahamati Fard Farnaz, Rodrigue Denis

Elastomery

|

2019

|

T. 23, nr 4

227--240

PL

Rosnąca obawa o zmniejszanie się zasobów surowców nieodnawialnych i ropopochodnych doprowadziła do wzrostu zainteresowania rozwojem mieszanek na bazie kauczuku naturalnego (NR) napełnionych naturalnym wzmocnieniem pochodzącym ze źródeł biodegradowalnych i odnawialnych. Ze względu na ich słabą kompatybilność z NR, mikronowych rozmiarów włókna naturalne nie mogą być bezpośrednio stosowane jako substytut konwencjonalnych napełniaczy wzmacniających. Mogą być one jednak używane w połączeniu z napełniaczami wzmacniającymi w celu stworzenia hybrydowego systemu zmniejszającego koszty, gęstość i czas przetwarzania mieszanek kauczukowych. W badaniach wykorzystano sadzę, krzemionkę i włókna klonowe jako hybrydowy system napełniający w mieszance opartej na kauczuku naturalnym. W szczególności zbadano wpływ zawartości krzemionki/klonu na kinetykę i morfologię wulkanizacji oraz właściwości mechaniczne i fizyczne wulkanizatów NR. Wyniki badań wykazały, że włókna klonowe zwiększają szybkość reakcji sieciowania, natomiast krzemionka ją zmniejsza. Ponadto krzywe sieciowania wykazały, że mieszanki NR napełnione włóknami klonowymi mają większą odporność na starzenie w wyższej temperaturze sieciowania niż mieszanki NR napełnione krzemionką. Stwierdzono również, że wyższy stosunek włókien klonowych do krzemionki prowadzi do zmniejszenia wytrzymałości na rozciąganie, wydłużenia przy zerwaniu i gęstości, ale wzrostu twardości i modułu sprężystości przy rozciąganiu. Analiza morfologiczna potwierdziła niekompatybilność włókien klonowych i NR (puste przestrzenie międzyfazowe), a wprowadzenie wysokiej zawartości krzemionki wynoszącej 20 phr (20 części masowych na 100 części masowych kauczuku) spowodowało aglomerację wewnątrz mieszanek kauczukowych.

EN

The rising concern of decreasing non-renewable and petroleum-based resources led to increasing interests in the development of natural rubber (NR)-based composites filled with natural reinforcement coming from biodegradable and renewable sources. Nevertheless, because of their poor compatibility with NR, micron-sized natural fibers cannot be directly used as a substitute for conventional reinforcing fillers. However, they can be used in combination with reinforcing fillers to form a hybrid system to reduce the costs, density and processing time of rubber compounds. In this study, carbon black, silica and maple fibers were used as a hybrid filler system into a natural rubber formulation. In particular, the effect of silica/maple content was investigated to determine its effect on the vulcanization kinetics and morphology, as well as on the mechanical and physical properties of NR. The results showed that maple fibers increased the crosslinking reaction rate while silica decreased it. Furthermore, the curing curves showed that NR compounds filled with maple fibers had better ageing resistance at higher curing temperatures compared with NR compounds filled with silica. It was also found that higher maple fibers/silica ratio led to lower tensile strength, elongation at break and density, but higher hardness and tensile modulus. Finally, a morphological analysis confirmed the incompatibility between maple fibers and NR (interfacial voids) and that the inclusion of high silica content (20 phr) resulted in agglomeration inside the rubber compounds.

19

Efektywność działania środków przeciwstarzeniowych w procesie przyśpieszonego starzenia cieplnego

Kasprzyk Paulina, Bartkowski Daniel, Włoch Marcin, Datta Janusz

Elastomery

|

2019

|

T. 23, nr 2

112--122

PL

Przedmiotem przedstawionych badań są wulkanizaty kauczuku naturalnego i butadienowo-styrenowego. Celem pracy było zbadanie efektywności działania środków przeciwstarzeniowych w procesie przyspieszonego starzenia cieplnego (w czasie 7 i 14 dni w temperaturze 70°C). Do badań wykorzystano dwie substancje przeciwstarzeniowe: komercyjnie dostępny przeciwutleniacz IPPD (N–fenylo-N′-izopropylo-p-fenylenodiamina) oraz ekologiczny przeciwutleniacz K (aminowo-amidowa pochodna kalafonii). Struktura chemiczna próbek referencyjnych oraz wulkanizatów po procesie starzenia została zidentyfikowana z wykorzystaniem analizy spektroskopowej w podczerwieni (FTIR). Zbadano również właściwości mechaniczne wulkanizatów przy statycznym rozciąganiu, twardość, elastyczność przy odbiciu oraz ścieralność. Przeprowadzone badania dowiodły wysokiej efektywności działania przeciwutleniacza K, szczególnie w przypadku wulkanizatów opartych na kauczuku naturalnym.

EN

The subject of the presented research are vulcanizates of natural rubber and styrene-butadiene rubber. The aim of the work was to examine the effectiveness of anti-aging agents in the process of accelerated heat aging (during 7 and 14 days at 70°C) . Two anti-aging substances were used for the study: the commercially available IPPD antioxidant (N-phenyl-N′-isopropyl-p-phenylenediamine) and the eco-friendly K antioxidant (amino-amide derivative of rosin). The chemical structure of reference samples and vulcanizates after the aging process was identified using FTIR spectroscopy. The selected mechanical properties were also characterized: hardness, impact resilience, abrasiveness and properties in a static tensile test. The studies have proved the high effectiveness of K antioxidant, especially for vulcanizates based on natural rubber.

20

Wpływ technicznych włókien celulozowych na wybrane właściwości kompozytów kauczuku naturalnego

Błażek K., Parcheta P., Ostaszewska U., Datta J.

Elastomery

|

2018

|

T. 22, nr 2

109--119

PL

Celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu technicznych włókien celulozowych (dodanych w ilości 10, 20, 30 i 40 phr) jako naturalnego napełniacza na wybrane właściwości kompozytów na osnowie kauczuku naturalnego. Zbadano właściwości wulkanizatów przy statycznym rozciąganiu, w próbie rozdzierności, a także twardość, elastyczność przy odbiciu oraz ścieralność otrzymanych materiałów. Wyniki badań zostały porównane z wulkanizatem referencyjnym niezawierającym włókien celulozowych. Stwierdzono, że wzrost ilości napełniacza powoduje wydłużenie czasu wulkanizacji oraz wyraźne pogorszenie wybranych właściwości mechanicznych otrzymanych kompozytów kauczukowych.

EN

The purpose of these investigations was to examine the influence of technical cellulose fibers (10, 20, 30 and 40 parts per hundred rubber) as a filler on the selected properties of natural rubber composites. The tensile properties, tear resistance, hardness, rebound resilience and abrasion resistance were investigated. The comparison between properties of obtained composites and reference sample was demonstrated. It can be stated that increasing amount of cellulose fibers causes longer vulcanization time and deterioration of selected mechanical properties of natural rubber composites.