Właściwości kompozytów elastomerowych modyfikowanych nanotlenkami mineralnymi

• Autorzy: Lipińska M. P. , Zaborski M.

Warianty tytułu

EN

The properties of elastomeric composites modified with mineral nano-oxides

• Konferencja: Materiały V Kongresu Technologii Chemicznej : Poznań, 11-15 września 2006 r.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Elastomery nie zawierające napełniaczy mają małe znaczenie praktyczne ze względu na słabe właściwości fizyczne wulkanizatów. Z tego powodu w praktyce do mieszanin elastomerowych dodawane są różne napełniacze mineralne. Krzemionka jest napełniaczem powszechnie stosowanym w przemyśle gumowym. Napełniacz ten ze względu na obecność na powierzchni polarnych grup silanolowych zdolnych do oddziaływania ze sobą źle dysperguje w matrycy elastomerowej. Nierównomierna dyspersja może prowadzić do tworzenia się w ośrodku wolnych, nie zawierających napełniacza, obszarów i w konsekwencji pogarszać właściwości otrzymanych wulkanizatów. W naszych badaniach do sporządzenia wulkanizatów użyto krzemionki o nanometrycznym (7 nm) rozmiarze cząstek pierwotnych. Taki napełniacz wykazywał silniejszą tendencję do aglomeracji niż to ma miejsce w przypadku krzemionek o rozmiarze cząstek mikrometrycznych, tradycyjnie stosowanych w przemyśle gumowym. Wykazywał także silny wpływ na sztywność mieszanek gumowych co jest wadą ze względu na utrudnione przetwórstwo takich mieszanek. W celu przeciwdziałania aglomeracji napełniacza w ośrodku elastomerowym i poprawienia właściwości gotowych wulkanizatów zastosowano anionowe, niejonowe i kationowe środki powierzchniowo czynne. Zaobserwowano wpływ takiej modyfikacji na średnią wielkość cząstek napełniacza w ośrodku o zwiększonej lepkości (oleju parafinowym), mogącym być modelem kauczuku. Dodatek dyspergatorów powodował zmiany charakteru powierzchni krzemionki w rezultacie czego zmieniała się wartość potencjału zeta dyspersji tego napełniacza. Zbadano wpływ napełniacza krzemionkowego oraz dyspergatorów na właściwości wulkanizatów karboksylowanego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego XNBR (sieciowanego tradycyjnie z użyciem siarki, przyśpieszaczy i niekonwencjonalnie przy użyciu nanotlenku cynku), kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego NBR (sieciowanego siarką) i kopolimeru etylenowo-propylenowego EPM (sieciowanego nadtlenkiem dikumylu).

EN

Pyrogenic SiO2, 7 nm in original particle size, sp. surface 380 m2/g, was used to fill ethylene-propylene copolymer (EPM) (41% of propylene mers) and butadiene-acrylonitrile rubber (-CN groups, 21%) crosslinked with dicumyl peroxide and with S in presence of mercaptobenzthiazole, resp., and dispersed with 10% (SiO2 wt. basis) of cetyltrimethylammonium Br (I), benzalkonium Br (II) , TEA or PEG nonylphenyl ether (III) alone or in blends thereof, and vulcanized at 160oC. In a 0.2 g SiO2/g dispersion, homogenized ultrasonically for 1 hr., SiO2 agglomerates were 70– 150, 35; 160–470, 41; 1650–3000 nm, 21 vol.%. Surfactant, 10%, reduced the agglomerates to: I, 28-41, II 13–18, TEA 11-14, III or 13–16 nm. The effect was greatest in paraffin oil. The surfactants protracted vulcanization time, affected the ζ -potential with rising pH (I gave ζ > 0 over pH 3– 13); III increased much the elongation-at-break but tensile strength only slightly.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty elastomerowe; napełniacze mineralne

EN

elastomeric composites; mineral nano-oxides

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2006
• Tom: T. 85, nr 8-9
• Strony: 934--937
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Lipińska M. P.

• Instytut Technologii Polimerów i Barwników, Politechnika Łódzka, ul. Stefanowskiego 12/16, 90-924 Łódź

autor

Zaborski M.

• Politechnika Łódzka

Bibliografia

• 1. J. L. Leblanc, Prog. Polym. Sci. 2002, 27, 627.
• 2. H. G. Burhin, Kautsch Gummi Kunst. 2002, 55, 175.
• 3. M. Tyburczy, M. Zaborski, W. Baryń, Przem. Chem. 2003, 82, 974.
• 4. H. Ismail, H.H. Chia, Eur. Polym. J. 1998, 34, (12), 1857.
• 5. H. Ismail, U.S. Ishiaku, Z.A.M. Ishak, P.K. Freakley, Eur. Polym. J. 1997, 33, (1), 1.