Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Rubber composites containing multiwalled carbon nanotubes -possibilities & limitations

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

Elastomery

|

2010

|

T. 14, nr 5

3-11

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.

2

Properties of rubber composites containing diatomite brewery waste

Gay-Berthet C., Siciński M., Kleczewska J., Anyszka R., Bieliński D.M.

Elastomery

|

2010

|

T. 14, nr 6

3-14

EN

The paper is devoted to the problem of utilization of diatomite brewery waste. Experimental results and discussion concentrate on possibilities and limitations of rubber composites containing the waste in relation to morphology of the materials. Mechanical and tribological properties justifies application of diatomite brewery waste as a filler in rubber goods for not demanding, general applications. The best results have been obtained for the moderate amount of filler, no matter it was dried or not prior to the mixing with rubber. The "drying preparation" of diatomite waste plays a role only in the case when value of the surface energy of the rubber composites and its character have to be modified.

PL

Artykuł poświęcony jest problemowi zagospodarowania pofiltracyjnej ziemi okrzemkowej pochodzącej z browaru. Wyniki badań eksperymentalnych i ich dyskusja koncentrują się wokół morfologii kompozytów gumowych zawierających odpady ziemi okrzemkowej oraz możliwości i ograniczeń ich wykorzystania. Właściwości mechaniczne i trybologiczne uzyskanych materiałów uzasadniają stosowanie tych odpadów jako napełniacza w niezbyt wymagających wyrobach gumowych ogólnego przeznaczenia, którym nie stawia się zbyt wygórowanych wymagań. Najlepsze właściwości uzyskano w przypadku kompozytów gumowych napełnionych w umiarkowanych granicach, niezależnie od tego, czy ziemię okrzemkową przed mieszaniem z kauczukiem poddano procesowi suszenia, czy nie. Wcześniejsza "preparacja przez suszenie" pofiltracyjnych odpadów browarniczych odgrywa rolę jedynie w przypadku, kiedy mamy zamiar zmodyfikować wartość energii powierzchniowej kompozytów gumowych lub jej charakter.

3

A comparative study on the damage initiation mechanism of elastomeric composites

Da Silva Botelho T., Isac N., Bayraktar E.

Archives of Computational Materials Science and Surface Engineering

|

2009

|

Vol. 1, nr 2

112-119

EN

Purpose: Modelling - Finite Element Analysis (FEA) of the damage initiation mechanisms in thin rubber sheet composites were carried out under static solicitation at room temperature. Natural rubber vulcanised and reinforced by carbon, NR is used in this study. Design/methodology/approach: Experimental results were compared with that of the Finite Element Analysis (FEA). Damage mechanism has been described with a threshold criterion to identify the tearing resistance, characteristic energy for tearing (T) and damage in the specimens was evaluated just at the beginning of the tearing by assuming large strain. A typical type of specimen geometry of thin sheet rubber composite materials was considered under static tensile tests conducted on the smooth and notched specimens with variable depths. In this way, the effects of the plane stress on the damage mechanism are characterized depending on the rubber materials. Findings: In this stage of this research, a finite element analysis (FEA) has been applied under the same conditions of this part in order to obtain the agreement between experimental and FEA results. The numerical modelling is a representation of a previous experimental study. The specimen is stretched more than once its initial size, so that large strains occur. A hyper elastic Mooney-Rivlin law and a Griffith criterion are chosen. The finite elements analysis was performed with ABAQUS code (V.6.4.4). The tearing energy is evaluated with contour integrals. The Griffith criterion states that a notch with an initial length will elongate of a differential length for a given strain state only if the variation of elastic energy is higher than the variation of the surface energy related to the newly created surface. Practical implications: A tearing criterion was suggested in the case of simple tension conditions by assuming large strain. In the next step of this study, a finite element analysis (FEA) will be applied under the same conditions of this part in order to obtain the agreement between experimental and FEA results. Originality/value: This study proposes a threshold criterion for the damage just at the beginning of the tearing for thin sheet rubber composites and gives a detail discussion for explaining the damage mechanisms. Comparison of FEA results with those of experimental studies gives many facilities for the sake of simplicity in industrial application.