Mechanical and tribological properties of SBR graphene composites

Karl, C. W.; Lang, A.; Möwes, M. M.; Giese, U.; Klüppel, M.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Mechanical and tribological properties of SBR graphene composites

Autorzy

Karl C. W. , Lang A. , Möwes M. M. , Giese U. , Klüppel M.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Właściwości mechaniczne i trybologiczne grafenowych kompozytów SBR

Języki publikacji

EN PL

Abstrakty

Hybrid SBR composites have been compounded containing graphene nano-platelets in order to improve technical elastomer performance and to reduce the energy dissipation during frictional processes. It is still unclear how to manage a satisfactory exfoliation and inclusion in a rubber matrix. Therefore, investigations were focused on novel carbon-based nanostructured fillers (graphene nano-platelets) with less than 10 nm thickness. In nearly all cases a significant level of friction reduction was achieved. The resulting stick-slip phenomena and properties were described. Moreover, static gas adsorption, curing, mechanical and dynamic mechanical properties were investigated.

Hybrydowe kompozyty SBR zostały połączone z nanopłytkami grafenu w celu poprawy parametrów technicznych elastomerów i zmniejszenia rozpraszania energii podczas procesów tarcia. Nadal nie jest jasne, jak poradzić sobie z zadowalającą eksfoliacją i wprowadzaniem do matrycy kauczukowej. Dlatego też badania koncentrowały się na nowych nanostrukturalnych napełniaczach węglowych (nanopłytkach grafenowych) o grubości mniejszej niż 10 nm. W prawie wszystkich przypadkach osiągnięto znaczny poziom redukcji tarcia. Opisano wynikające z tego zjawisko stick-slip i właściwości. Ponadto zbadano adsorpcję statyczną gazów, utwardzanie, właściwości mechaniczne i dynamo-mechaniczne.

Słowa kluczowe

SBR graphene nano-platelets specific surface area mechanical properties friction

SBR nanopłytki grafenowe powierzchnia właściwa właściwości mechaniczne tarcie

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników

Czasopismo

Elastomery

Rocznik

2018

Tom

T. 22, nr 4

Strony

263--280

Opis fizyczny

Bibliogr. 47 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Karl C. W.

christian.karl@forwind.uni-hannover.de

Institute of Structural Analysis, Faculty of Civil Engineering and Geodetic Science, Leibniz Universität Hannover/ForWind, Appelstr. 9A, D-30167 Hanover, FRG

autor

Lang A.

German Institute of Rubber Technology (DIK e.V.), D-30519 Hanover, FRG

autor

Möwes M. M.

Continental Teves AG & Co. oHG, Jädekamp 30, D-30419 Hannover, FRG

autor

Giese U.

German Institute of Rubber Technology (DIK e.V.), D-30519 Hanover, FRG

autor

Klüppel M.

German Institute of Rubber Technology (DIK e.V.), D-30519 Hanover, FRG

Bibliografia

1. Payne A. R., Reinforcement of Elastomers, G. Kraus Ed., Interscience Publishers, New York, 1965, 23.
2. Donnet J. B., Custodero E., The Science and Technology of Rubber, J. Mark, B. Erman Ed., Elsevier Academic Press, New York, 2005, 367.
3. Leblanc J. L., Prog. Polym. Sci., 2002, 27, 627.
4. Studebaker M. L., Rubber Chem. Technol., 1957, 30, 1400.
5. Wolff S., Rubber Chem Technol., 1996, 69, 325.
6. Payne A. R., Whittaker R. E., Rubber Chem. Technol., 1971, 44, 440.
7. Heinrich G., Vilgis T. A., Kautschuk Gummi Kunststoffe, 2008, 07/08, 368.
8. Maiti M., Bhattacharya M., Bhowmick A. K., Rubber Chem. Technol., 2008, 81, 384.
9. Thomas S., Stephen R., Rubber nanocomposites: Preparation, Properties and Applications, Wiley, New York 2010, 169–195.
10. Galimberti M., Cipolletti V., Kumar V., Natural Rubber Based Composites and Nanocomposites, Royal Society of Chemistry, Chapter 2, 2014, 34.
11. Galimberti M., Rubber Clay Nanocomposites: Science, Technology, Applications, John Wiley and Sons, 2011, 601.
12. Lorenz H., Fritzsche J., Das A., Stöckelhuber K. W., Jurk R., Heinrich G., Klüppel M., Composites Science and Technology, 2009, 69, 2135.
13. Chougule H., Giese U., Kautschuk Gummi Kunststoffe, 2006, 06, 45.
14. Novoselov K. S., Geim A. K., Morozov S. V., Jiang D., Zhang Y., Dubonos S. V., Grigorieva I. V., Firsov A. A., Science, 2004, 306, 666.
15. Sengupta R., Bhattacharya M., Bandyopadhyay S., Bhowmick A. K., Prog. Polym. Sci., 2011, 36, 638.
16. Giese U., Kumar V., Hanel T., Giannini L., Galimberti M., Kautschuk Gummi Kunststoffe, 2014, 10, 38.
17. Möwes M., Fleck F., Klüppel M., Rubber Chem. Technol., 2014, 87, 70.
18. Verdejo R., Mar Bernal M., Romasanta L. J., Lopez-Manchado M. A., J. Mater. Chem., 2011, 21, 3301.
19. Jang B. Z., Zhamu A., J. Mat. Sci., 2008, 43, 5092.
20. Gu W., Zhang W., Li X., Zhu H., Wei J., Li Z., Shu Q., Wang C., Wang K., Shen W., Kang F., Wu D., J. Mater. Chem., 2009, 19, 3367.
21. Sadasivuni K. K., Ponnamma D., Thomas S., Grohens Y., Prog. Polym. Sci., 2014, 39, 749.
22. Sun Y., Yuan L., Liang G., Chang J., Gu A., Polym. Compos., 2015, 36, 385.
23. Ranjbar B., Mirzazadeh H., Katbab A. A., Hrymak A. N., J. Appl. Polym. Sci., 2012, 123, 32.
24. Bianco A., Cheng H.-M., Enoki T., Gogotsi Y., Hurt R. H., Koratkar N., Kyotani T., Monthioux M., Park C. R., Tascon J. M., Zhang J., Carbon, 2013, 65, 1.
25. Kumar V., PhD Thesis, University of Milan, 2014.
26. Li Y., Wang Q., Wang T., J. Mater. Sci., 2012, 47, 730.
27. Lang A., Karl C. W., Klüppel M., Proceedings: 10th Fall Rubber Colloquium, Hanower, 2012, 99.
28. Klüppel M., Möwes M. M., Lang A., Plagge J., Wunde M., Fleck F., Karl C. W., Designing of Elastomer Nanocomposites: From Theory to Applications, Chapter “Characterization and Application of Graphene Nano-Platelets in Elastomers”, Advances in Polymer Science, 319. Springer International Publishing, Switzerland, 2016, 319–360.
29. Chemical Economics Handbook, December 2015.
30. Bianco A., Cheng H.-M., Enoki T., Gogotsi Y., Hurt R. H., Koratkar N., Kyotani T., Monthioux M., Park C. R., Tascon J. M. D., Zhang J., Carbon, 2013, 65, 1.
31. Pazat A., Barres C., Bruno F., Janin C., Beyou E., Polymer Reviews, 2018, 58, 403.
32. Beckert F., Trenkle S., Thomann R., Mülhaupt R., Macromolecular Materials and Engineering, 2014, 299, 12.
33. Klüppel M., Adv. Polym. Sci., 2003, 164, 1.
34. Vilgis T. A., Heinrich G., Klüppel M., Reinforcement of Polymer Nano-Composites, Cambridge, Cambridge University Press, 2009, 118.
35. Vilgis T. A., Heinrich G., Macromolecules, 1994, 27, 7846.
36. Dreyer D. R., Park S., Bielawski C. W., Ruoff R. S., Chem. Soc. Rev., 2010, 39, 228.
37. Zhu Y., Murali S., Cai W., Li X., Suk J. W., Potts J. R., Ruoff R. S., Advanced Materials, 2010, 22, 3906.
38. Karl C., PhD Thesis, University of Hanover, 2014.
39. Lang A., Klüppel M., 11th Fall Rubber Colloquium, Hanover, 2014.
40. Karl C. W., Lang A., Busse L., Stoll A., Weiße A., Stoll M., Klüppel M., Kautschuk Gummi Kunststoffe, 2012, 65/5, 33.
41. Lang A., Klüppel M., 10th Fall Rubber Colloquium, Hanover, 2012.
42. Karl C. W., NanoCarbon Conference, Würzburg, 2018.
43. Lang A., Klüppel M., Wear, 2017, 380, 15.
44. Klüppel M., Schuster R. H., Heinrich G., Rubber Chemistry and Technology, 1997, 70, 243.
45. Kuilla T., Bhadra, S., Yao D., Kim N. H., Prog. Polym. Sci., 2010, 35, 1350.
46. Leblanc J. L., Prog. Polym. Sci., 2002, 27, 627.
47. Ma J., Zhang L.-Q., Geng L., “Manufacturing Techniques of Rubber Nanocomposites” In: Rubber Nanocomposites, Wiley & Sons, Chichester, 2010, 21.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-57f6f4f6-2500-41d5-a8c6-85dd412dd05c