Evaluation of the physico-mechanical and electrical properties of styrene-butadiene rubber/aluminum powder and styrene-butadiene rubber/cerium sulfate composites

• Autorzy: Nassar A. , Yehia A. A. , El-Sabbagh S. H.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2015.100

Warianty tytułu

PL

Ocena fizyko-mechanicznych i elektrycznych właściwości kauczuku butadienowo-styrenowego napełnionego proszkami aluminium lub siarczanu(VI) ceru(IV)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Different concentrations of powdered aluminum (Al) or cerium sulfate in the range between 10 and 60 phr were incorporated into styrene-butadiene rubber (SBR) matrices. The physico-mechanical and electrical properties of vulcanizates were measured and evaluated. An improvement in the mechanical properties according to increased filler loading in SBR composites was noted. This finding is reinforced by filler dispersion values (Lee equation), reinforcing index and thermal analysis. The dielectric properties, namely the relative permittivity (ε') and dielectric loss (ε”), were measured as function of both frequency and concentration of the SBR/filler composites. The results showed an enhancement in the dielectric and mechanical properties, especially for Al powder. This is due to the enhancement of filler-rubber interactions and the continuity of the conductive phase through the composites. The SEM micrograph showed that the filler agglomerates were dispersed within the SBR matrix.

PL

Do matrycy kauczuku butadienowo-styrenowego (SBR) wprowadzano proszki aluminium (Al) lub siarczanu(VI) ceru(IV) w ilości 10—60 phr. Oceniono właściwości fizyko-mechaniczne i elektryczne wytworzonych wulkanizatów. Stwierdzono, że wraz ze zwiększeniem zawartości cząstek napełniacza w matrycy SBR poprawiały się właściwości mechaniczne kompozytów, co potwierdzono metodą analizy termograwimetrycznej, na podstawie indeksu wzmocnienia (RI) oraz stopnia dyspersji napełniacza. Badano też zależność właściwości dielektrycznych — względnej przenikalności (ε') i strat dielektrycznych (ε”) — od częstotliwości zewnętrznego pola magnetycznego i od stężenia cząstek napełniacza w matrycy SBR. Wyniki wskazują na polepszenie właściwości zarówno dielektrycznych, jak i mechanicznych zwłaszcza w przypadku kauczuku napełnionego proszkiem aluminium. Obserwowaną poprawę przypisano interakcjom między cząstkami napełniacza i kauczuku, skutkującym przewodnością fazy ciągłej kompozytów. Mikrofotografie SEM wskazują na obecność aglomeratów cząstek napełniacza rozproszonych w matrycy kauczuku SBR.

Słowa kluczowe

EN

aluminum powder; cerium sulfate; styrene-butadiene rubber; mechanical properties; image analysis; electrical properties

PL

aluminium w postaci proszku; siarczan(VI) ceru(IV); kauczuk butadienowo-styrenowy; właściwości mechaniczne; właściwości elektryczne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 60, nr 2
• Strony: 100--108
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Nassar A.

• National Research Centre, Solid State Physics Department, Metal Physics Laboratory, Dokki, Giza, Egypt

autor

Yehia A. A.

• National Research Centre, Polymers and Pigments Department, Dokki, Cairo, Egypt

autor

El-Sabbagh S. H.

• National Research Centre, Polymers and Pigments Department, Dokki, Cairo, Egypt

Bibliografia

• [1] Mishra S., Shimpi N.G., Patil U.D.: J. Polym. Res. 2007, 14, 449. http://dx.doi.org/10.1007/s10965-007-9127-5
• [2] Vinod V.S., Varghese S., Kuriakose B.: J. Appl. Polym. Sci. 2004, 91, 3156. http://dx.doi.org/10.1002/app.13472
• [3] Li M., Shi Z., Liu Z. et al.: J. Rare Earths 2007, 25, 138.
• [4] Anuar J., Mariatti M., Ismail H.: Polym.Plast. Technol. Eng. 2007, 46, 667. http://dx.doi.org/10.1080/15583720701271484
• [5] Wang Q., Yang F., Yang Q., et al.: Mater. Des. 2010, 31, 1023. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2009.07.038
• [6] Vinod V.S., Varghese S., Kuriakose B.: Polym. Degrad. Stab. 2002, 75, 405. http://dx.doi.org/10.1016/S0141-3910(01)00228-2
• [7] Zhang G.Q., Zhou M.H., Ma J.H. et al.: J. Appl. Polym. Sci. 2003, 90, 2241. http://dx.doi.org/10.1002/app.12888
• [8] Marzocca A.J.: Eur. Polym. J. 2007, 43, 2682. http://dx.doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2007.02.034
• [9] Shah V.: “Handbook of Plastic Testing Technology“,Wiley, USA 1998.
• [10] Mohamed N., Muchtar A., Ghazali M. et al.: Eur. J. Sci. Res. 2008, 24, 538.
• [11] Varghese S., Karger K.J., Gatos K.G.: Polymer 2003, 44, 3977. http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(03)00358-6
• [12] Ciprari D.L.: “Master Thesis“, Georgia Institute of Technology 2004.
• [13] Teh P.L., Mohd I.shak Z.A., Hashim A.S. et al.: Eur. Polym. J. 2004, 40, 2513. http://dx.doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2004.06.025
• [14] Balachandran A.N., Kurian P., Joseph R.: Mater. Des. 2012, 40, 80. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2012.03.032
• [15] El-Sabbagh S.H., Ahmed N.M., Selim M.M.: Pigment Resin Technol. 2006, 35, 119. http://dx.doi.org/10.1108/03699420610665148
• [16] Lee B.L.: Rubber Chem. Technol. 1979, 52, 1019. http://dx.doi.org/10.5254/1.3535250
• [17]Wolf S., Wang M.J.: Rubber Chem. Technol. 1992, 65, 329. http://dx.doi.org/10.5254/1.3538615
• [18]Wolf S.: Rubber Chem. Technol. 1996, 69, 325. http://dx.doi.org/10.5254/1.3538376
• [19] Al-Ghamdi A.A., El-Tantawy F., Abdel Aal N. et al.: Polym. Degrad. Stab. 2009, 94, 980. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2009.02.012
• [20] Vinod V.S., Varghese S., Kuriakose B. et al.: Kautsch. Gummi Kunstst. 2002, 55, 512.
• [21] Siddaramaiah N.M.R., Sudhakar R.D.: J. Mater. Sci. Mater. Electron. 2007, 18, 635. http://dx.doi.org/10.1007/s10854-006-9077-4
• [22] Hassan H.H., Ateia E., Darwish N.A. et al.: Mater. Des. 2012, 34, 533. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2011.05.005
• [23] Helaly F.M., El Sabbagh S.H., El Kinawy O.S. et al.: Mater. Des. 2011, 32, 2835. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2010.12.038
• [24] Ahmed N.M., El-Sabbagh S.H.: Mater. Des. 2011, 32, 303. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2010.05.039
• [25] Amraee I.A., Katbab A.A., Aghafarajollah S.H.: Rubber Chem. Technol. 1995, 69, 130. http://dx.doi.org/10.5254/1.3538353
• [26] Khalaf A.I., Yehia A.A., Ismail M.N., El-Sabbagh S.H.: Kautsch. Gummi Kunstst. 2013, 9, 28.
• [27] Siddaramaiah N.M.R., Samuel R.D.S., Rajan J.S. et al.: J. Mater. Sci. Mater. Electron. 2009, 20, 648. http://dx.doi.org/10.1007/s10854-008-9780-4
• [28] Gunasekaran S., Natarajan R.K., Kala A. et al.: Indian J. Pure Appl. Phys. 2008, 46, 733.