Optymalizacja właściwości użytkowych wybranych nanokompozytów elastomerowych

• Autorzy: Sola Marta , Wojtal Paulina , Przybyłek Małgorzata , Suroń Patryk , Bakar Mohamed

Warianty tytułu

EN

Optimization of functional properties of selected elastomeric nanocomposites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Opracowanie ma na celu optymalizację właściwości użytkowych nanokompozytów elastomerowych powstałych na bazie kauczuku Chloropren S-40na podstawie autorskiego zgłoszenia patentowego. Przygotowano kompozycje zawierające: 1, 2 i 3 %nanocząstek typu Cloisite 20. Nanocząstki wprowadzono do matrycy elastomerowej w postaci dyspersji w plastyfikatorze. Proces dyspergowania przeprowadzano przy różnej amplitudzie homogenizowania. Następnie dla tak przygotowanych kompozycji określono kluczowe właściwości fizykomechaniczne. Dla kompozytów elastomerów określono twardość metodą Shore’a, wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie względne przy zerwaniu, moduł Younga, energię potrzebną do zerwania oraz wytrzymałość na rozdzieranie i krytyczny współczynnik intensywności naprężeń przy zerwaniu. Badania wykazały istotny wpływ glinokrzemianów warstwowych na właściwości mechaniczne wytworzonych elastomerów. Dodatek nanonapełniacza montmorylonitu (MMT) typu Closite 20 do mieszanek gumowych wpływa na wzrost wydłużenia względnego, naprężenia przy rozciąganiu oraz energii potrzebnej do zerwania wytworzonych nanokompozytów.

EN

The purpose of the present study was the optimization of the performance properties of elastomeric nanocomposites based on S-40 chloroprene rubber. Compositions containing: 1, 2 and 3% of Cloisite 20 nanoparticles were prepared and tested for their mechanical properties, were introduced into the elastomer matrix in the form of a dispersion in a plasticizer. The dispersion process was carried out at different homogenization amplitudes. Then, selected physical and mechanical properties were determined for the prepared mixtures. For elastomer composites, Shore hardness, tensile strength and elongation at break, Young's modulus, energy needed for break and tear strength and critical stress intensity at break were determined. Studies have shown a significant effect of layered aluminosilicates on the mechanical properties of produced elastomers. The addition of Closite 20 type Montmorillonite (MMT) nanofiller to rubber compounds increases the relative elongation, tensile stress and energy needed to break the produced nanocomposites.

Słowa kluczowe

PL

nanonapełniacze; nanokompozyty elastomerowe; właściwości fizyczne

EN

nanofillers; elastomer nanocomposites; physical properties

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2021
• Tom: T. 42, nr 73
• Strony: 54--62
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Sola Marta

• Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu, Wydział Mechaniczny, ul. Stasieckiego 54, 26-612 Radom
• Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu, Wydział Inżynierii Chemicznej i Towaroznawstwa, Katedra Chemii i Materiałów Organicznych, ul. Chrobrego 27, Radom

autor

Wojtal Paulina

• Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu, Wydział Inżynierii Chemicznej i Towaroznawstwa, Katedra Chemii i Materiałów Organicznych, ul. Chrobrego 27, Radom

autor

Przybyłek Małgorzata

• Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu, Wydział Sztuki, Katedra Wzornictwa, ul. Malczewskiego 22, Radom

autor

Suroń Patryk

• Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu, Wydział Mechaniczny, ul. Stasieckiego 54, 26-612 Radom
• Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu, Wydział Inżynierii Chemicznej i Towaroznawstwa, Katedra Chemii i Materiałów Organicznych, ul. Chrobrego 27, Radom

autor

Bakar Mohamed

• Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu, Wydział Inżynierii Chemicznej i Towaroznawstwa, Katedra Chemii i Materiałów Organicznych, ul. Chrobrego 27, Radom

Bibliografia

• 1. Brazell L.: Nanotechnology law. Best practices. In: Wolters Kluwer, Law&Business, Alphen aan den Rijn 2012.
• 2. Czarnecka-Komorowska D., Tomczyk T.: Ocena zmian właściwości mechanicznych mieszanin rPP/MMT. Kraków: Wyd. Politechniki Krakowskiej, 2006.
• 3. Godlewski G. L.: Współczynnik intensywności naprężeń jako podstawowy parametr oceny odporności na pękanie kompozytów betonowych. „Drogownictwo” 2010, nr 1, s.31-35.
• 4. Jurkowska B., Jurkowski B., Oczkowski M.: Wpływ modyfikowanego MMT na właściwości gumy z kauczuku naturalnego. W:Nowe kierunki modyfikacji i zastosowań tworzyw sztucznych. Poznań: Wyd. Politechniki Poznańskiej, 2004.
• 5. Kacperski M.: Nanokompozyty polimerowe. Cz. I : Charakterystyka ogólna, nanonapełniacze oraz nanokompozyty na podstawie polimerów utwardzalnych.„Polimery” 2002, vol. 47, nr 11-12, s. 801-807.
• 6. Kacperski M.: Nanokopozyty polimerowe. „Kompozyty” 2003, 83, s. 2.
• 7. Kleps T.: Sposób wytwarzania nanokompozytów elastomerowych. Patent, Polska, 210522, 2010.
• 8. Kunert A., Zaborowski M.: Nanokompozyty elastomerowe zawierające glinokrzemiany warstwowe. „Inżynieria Materiałowa” 2006, vol. 27, nr 6, s. 1306-1314.
• 9. Makles Z.: Nanomateriały nowe możliwości, nowe zagrożenia. „Bezpieczeństwo pracy” 2005, nr 2, s.2-4.
• 10. Olejnik M.: Nanokompozyty polimerowe - rola nanododatków. „Techniczne Wyroby Włókiennicze” 2008, R. 16, nr 1/2, s. 25-31.
• 11. Piecyk L.: Nanokompozyty termoplastyczne. „Tworzywa Sztuczne i Chemia” 2006, 2, s. 20.
• 12. Przybyłek M., Rostkowska R., Żabińska A., Bakar M.: Recykling nanokompozytów elastomerowych. „Przetwórstwo tworzyw” 2018, t.24, nr 5 (185), s. 15-22.
• 13. Przybyłek M., Kostrzewa M., Mendrycka M. U. Kosikowska, R. Kubicki, J. Pękalska, M. Bakar, A. Malm: Sposób wytwarzania nanokompozytów elastomerowych. Zgłoszenie patentowe, Polska, nr.412842, 2015.
• 14. Sinha Ray S.: Okamoto M.: Polymer/layered silicate nanocomposites: a review from preparation to processing. Progress in polymer science, 2003, 28, p. 1539 - 1641.
• 15. Snopczyński T., Góralczyk K, Czaja K., Struciński P, Hernik A., Korcz W., Ludwicki J. K.: Nanotechnologia – możliwości i zagrożenia. Roczniki PZH 2009, 60 (2), s. 101-111.