Właściwości wytrzymałościowe nanokompozytów elastomerowych zawierających wybrane glinokrzemiany warstwowe

• Autorzy: Kostrzewa M. , Bakar M. , Szymańska J. , Sadkowska-Kluś G.

Warianty tytułu

EN

Mechanical properties evaluation of elastomeric nanocomposites containing selected nanoclays

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nanokompozyty elastomerowe są bardzo ważną grupą nowych materiałów nad którymi trwają prace w ostatnich latach. Głównym celem pracy było określenie wpływu wprowadzenia niewielkiej ilości (12 g/1200 g kauczuku) nanonapełniacza glinokrzemianowego na właściwości typowej mieszanki gumowej stosowanej do produkcji uszczelek. Do przygotowania nanokompozytów zastosowano trzy rodzaje glinokrzemianu warstwowego (Cloisite Na+, Cloisite 5 oraz Cloisite 20) w postaci dyspersji w plastyfikatorze ftalanowym (Santicizer 261A), które były wprowadzane do mieszanki gumowej przy pomocy tradycyjnej metody walcowania. Otrzymane wulkanizaty zostały poddane badaniom wytrzymałościowym takim jak odporność na rozciąganie, ściskanie, twardość, miękkość oraz odporność na ścieranie. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że mieszanki gumowe zawierające zmodyfikowany glinokrzemian warstwowy (Cloisite 5, Cloisite 20) wykazały znacznie lepsze właściwości użytkowe w porównaniu do dotychczas stosowanej mieszanki. Ponadto okazało się, że jest możliwe wykonanie mieszanki gumowej zawierającej zdyspergowane nanocząstki, bez konieczności stosowania przedmieszek, przy zastosowaniu tradycyjnej linii technologicznej.

EN

Elastomeric nanocomposites are a very important group of new materials that have been under development in recent years. The purpose of this study was to determine the effect of introducing a small amount (12 g/1200 g natural rubber) of aluminosilicate nanofillers on the properties of the typical rubber used in the production of gaskets. Three types of layered aluminosilicate (Cloisite Na+, Cloisite 5 and Cloisite 20) were incorporated as a plasticizer dispersion (Santicizer 261A). The nanoclay dispersion was introduced into the rubber blend using a conventional rolling method. After vulcanization, the obtained samples were tested to determine the tensile, compression strength, hardness, softness as well as abrasion resistance. It was concluded that rubber containing modified layered aluminosilicate (Cloisite 5 or Cloisite 20) exhibited significantly better strength properties in comparison to the reference composition. In addition, it was found that it is possible to obtain a rubber based nanocomposite using a conventional process line without the nanoclay master batch preparation.

Słowa kluczowe

PL

nanokompozyty elastomerowe; glinokrzemiany; właściwości mechaniczne

EN

elastomeric nanocomposites; nanoclay; mechanical properties

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Przetwórstwo Tworzyw
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 23, Nr 3 (177)
• Strony: 195--202
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., tab.

Twórcy

autor

Kostrzewa M.

• Wydział Materiałoznawstwa, Technologii i Wzornictwa, Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny w Radomiu, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom

autor

Bakar M.

• Wydział Materiałoznawstwa, Technologii i Wzornictwa, Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny w Radomiu, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom

autor

Szymańska J.

• Wydział Materiałoznawstwa, Technologii i Wzornictwa, Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny w Radomiu, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom

autor

Sadkowska-Kluś G.

• Wydział Materiałoznawstwa, Technologii i Wzornictwa, Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny w Radomiu, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom

Bibliografia

• 1. Bokobza L.: Multiwall carbon nanotube elastomeric composites: a review, Polymer 2007, vol. 48, no. 17, s. 4907-4920.
• 2. Zhu J., Liao M., Li Y., Xu H.: Preparation and properties of polybutadiene/montmorillonite nanocomposites, Acta Polymerica Sinica 2003, vol. 1, no. 4, s. 595-598.
• 3. Ganter M., Gronski W., Reichert P., Mulhaupt R.: Rubber nanocomposites: morphology and mechanical properties of BR and SBR vulcanizates reinforced by organophilic layered silicates. Rubber Chemistry and Technology, vol. 74, no. 2, s. 221-235.
• 4. Wang Y., Zhang L., Tang C., Yu D.: Preparation and characterization of rubber-clay nanocomposites. Journal of Applied Polymer Science 2000, vol. 78, no. 11, s. 1879-1883.
• 5. Wang S., Peng Z., Zhang Y., Zhang Y.: Structure and properties of BR nanocomposites reinforced with organoclay Polymers & Polymer. Composites 2005, vol. 13, no. 4, s. 371-384.
• 6. Potts J. R., Dreyer D. R., Bielawski C. W., Ruoff R. S.: Graphene-based polymer nanocomposites, Polymer 2011, vol. 52, no. 1, s. 5-25.
• 7. Varghese T. V., Ajith Kumar H., Anitha S., Ratheesh S., Rajeev R. S., Lakshmana Rao V.: Reinforcement of acrylonitrile butadiene rubber using pristine few layer graphene and its hybrid fillers, Carbon 2013, vol. 61, s. 476-486.
• 8. Gudarzi M. M., Sharif F.: Enhancement of dispersion and bonding of graphene-polymer through wet transfer of functionalized graphene oxide, Express Polymer Letters 2012, vol. 6, no. 12, s. 1017-1031.
• 9. Vardejo R., Saiz-Arrayo C., Carretero-Gonzalez J., Barroso-Bujans F. i inni: Physical properties of silicone foams filled with carbon nanotubes and functionalized graphene sheets. European Polymer Journal 2008, vol. 44, no. 9, s. 2790-2797.
• 10. Bandyopadhyay A., De Sakar M., Bhowmick A. K.: Epoxidised natural rubber/silica hybrid nanocomposites by sol-gel technique: Effect of reactants on the structure and the properties. Journal of Materials Science 2005, vol. 40, no. 1, s. 53-62.
• 11. Bandyopadhyay A., De Sakar M., Bhowmick A. K.: Epoxidized natural rubber/silica nanoscale organic-inorganic hybrid composites prepared by sol-gel technique, Rubber Chemistry and Technology 2004, vol. 77, no. 5, s. 830-846.
• 12. Tian M., Cheng L., Zhang L.: Interface and mechanical properties of peroxide cured silicate nanofiber/rubber composites. Journal of Applied Polymer Science 2008, vol. 110, no. 1, s. 262-269.
• 13. Tian M., Lu Y., Liang W., Cheng L., Zhang L.: Structure and Properties of Novel Fibril Silicate/Rubber Nanocomposites. Polymer Journal 2006, vol. 11, no. 38, s. 1105-1113.
• 14. Kim J. T., Oh T. H., Lee D. H.: Preparation and characteristics of nitrile rubber (NBR) nanocomposites based on organophilic layered clay, Polymer International 2003, vol. 52, no. 7, s. 1058-1063.
• 15. Sadhu S., Bhowmick A. K.: Unique rheological behavior of rubber based nanocomposite. Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics 2005, vol. 43, no. 14, s. 1854-1864.
• 16. Sadhu S., Bhowmick A. K.: Preparation and properties of nanocomposites based on acrylonitrile-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, and polybutadiene rubber. Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics 2004, vol. 42, no. 9, s. 1573-1585.
• 17. Liang Y. R., Cao W. L., Zhang X. B., Tan Y. J.: Preparation and properties of nanocomposites based on different polarities of nitrile-butadiene rubber with clay. Journal of Polymer Science 2009, vol. 112, no. 5, s. 3087-3094.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).