Rubber composites containing multiwalled carbon nanotubes -possibilities & limitations

• Autorzy: Ratier A. , Dobrowolski O. , KLeczewska J. , Siciński M. , Bieliński D.M.

Warianty tytułu

PL

Mieszanki gumowe zawierające nanorurki węglowe - możliwości i ograniczenia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper compares morphology and some engineering properties of butadiene-acrylonitrile rubber (NBR) vulcanizates filled with 40 phr of two different kinds of carbon black (CB): N 234 and N 772, or 1-5 phr of multiwalled carbon nanotubes (MWCNT). Experimental results are discussed in terms of perspectives for application of carbon nanotubes in rubber technology. NBR/MWCNT composites exhibit lower mechanical properties of NBR/CB vulcanizates, the most likely due to lower filler content. However, the former are characterized itself by higher surface polarity, lower friction and higher abrasion resistance. Advantageous tribological characteristic of NBR/MWCNT composites is the result of internal structure of filler agglomerates. Bundles of carbon nanotubes are more labile and thus able to dissipate higher mechanical stresses in comparison to carbon black agglomerates, even creating an internal network (N 772) or infiltrated by rubber (N 234). Despite their comparatively high price, carbon nanotubes can replace carbon black in rubber composites for special applications. They can be used without any previous modification and incorporated into rubber using conventional technological equipment.

PL

W artykule porównano morfologię i wybrane właściwości inżynierskie wulkanizatów kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego (NBR) napełnionego dwoma rodzajami sadzy (CB): N 234 i N 772, w ilości 40 cz. wag., lub wielościennymi rurkami węglowymi (MWCNT), w ilości 1 - 5 cz. wag./100 cz. wag. kauczuku. Wyniki badań eksperymentalnych przedyskutowano z punktu widzenia perspektyw zastosowania nanorurek węglowych w technologii gumy. Kompozyty NBR/MWCNT odznaczają się gorszymi właściwościami mechanicznymi w porównaniu z wulkanizatami NBR/CB, najprawdopodobniej z powodu mniejszej zawartości napełniacza. Jednakże pierwsze z wyżej wymienionych materiałów charakteryzują się większą polarnością powierzchni, mniejszym tarciem i większą odpornością na ścieranie. Korzystna charakterystyka trybologiczna kompozytów NBR/MWCNT jest konsekwencją wewnętrznej struktury aglomeratów fazy stałej. Pęki nanorurek węglowych są bardziej labilne i dlatego zdolne do rozpraszania większych naprężeń mechanicznych w porównaniu z aglomeratami sadzy, nawet tymi tivorzącymi wewnętrzną sieć (N 772) czy infiltrowanych kauczukiem (N 234). Pomimo stosunkowo wysokiej ceny nanorurki węglowe mogą zastąpić sadzę w kompozytach gumowych do zastosowań specjalnych. Można je wprowadzać do mieszanki gumowej bez jakiejkolwiek wcześniejszej modyfikacji, wykorzystując konwencjonalne urządzenia stosowane w technologii kauczuku i gumy.

Słowa kluczowe

EN

rubber composites; MWCNT; morphology; properties

PL

kompozyty gumowe; wielościenne nanorurki węglowe; morfologia; właściwości

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Elastomery
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 14, nr 5
• Strony: 3--11
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ratier A.

autor

Dobrowolski O.

autor

KLeczewska J.

autor

Siciński M.

autor

Bieliński D.M.

• Technical University of Łódź, Institute of Polymer & Dye Technology, Łódź

Bibliografia

• 1. Sperling L.H., Polymeric Multicomponent Materials, Wiley, New York 1999.
• 2. Fukahori Y., J. Appl. Polym. Sci. 2005, 95, 60.
• 3. Klüppel M., Heinrich G., Kautsch. Gummi Kunstst. 2005, 58, 217.
• 4. Vaia R.A., Giannelis E.P., Polymer 2006, 47, 5196.
• 5. Bieliński D.M., Nanokompozyty elastomerowe: budowa, właściwości, zastosowanie. Stan obecny i perspektywy postępu. Prace Komisji Nauk Technicznych PAU, Tom III, Kraków 2009, 165.
• 6. Głąb P., Bieliński D.M., Maciejewska K., Tribologia 2004, 197,43.
• 7. Bieliński D.M., Lipiński P., Wolska B., Jagielski J., Problemy Eksploatacji 2006, 60, 131.
• 8. Kuczynski J., Polimery 1990, 35, 219.
• 9. www.nanotec.es
• 10. Bieliński D.M., Dobrowolski O., Głąb P, Ślusarski L., Kautsch. Gummi Kunstst. 2005, 58, 239.
• 11. Bieliński D.M., Dobrowolski O., Przybytniak G., J. Appl. Polym. Sci. 2008, 110, 55.