Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of low-pressure plasma treatment on the thermal behaviour of organo-modified montmorillonite nanoclay

Almansoori A., Alkaron W.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2024

|

Vol. 125, nr 1

5--14

EN

Purpose: The thermal behaviour of nanoclay can be considered an important factor in obtaining high-performance polymer nanocomposite. Thus, the current study aims to investigate the effect of plasma treatment on the thermal stability of two organically modified nanoclays, Cloisite 30B (C30B) and Nanomer I.34TCN (I.34TCN), compared with pristine NaMMT. Design/methodology/approach: The nanoclays were studied and characterised using Thermogravimetric Analysis (TGA). TGA was used to measure the weight loss of the plasma-treated and untreated nanoclays (C30B, I.34TCN, and NaMMT nanoclays) over a 30-630 C temperature range. Findings: Based on TGA results, the decomposition of all plasma-treated nano clays (C30B, I.34TCN and pristine NaMMT) was shifted to a lower temperature than in the untreated ones at all those stages. Thus, plasma treatment was successfully used as a convenient method to alter the chemical structure and surface morphology of MMT nanoclays for better thermal behaviour and filling distribution. Research limitations/implications: This hypothesis can be corroborated by X-ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM) for a better understanding of the structural and surface changes that occurred due to the plasma action, which can provide an interpretation of the changes in the thermal behaviour of nanoclays. Practical implications: The plasma treatment, therefore, can improve the thermal stabilisation of the nanocomposite powders for the LS fabricated parts and even for the surrounding powder for the recovery process. Plasma-treated nano clay, therefore, can be used to reinforce polymers with an expectation of increasing the thermal stability of the resultant composites. Thus, the plasma-treated composite can be fabricated for laser sintering applications in fields that require high thermal stability. Originality/value: The surface modification of nanoclay powders via plasma treatment can be used as a convenient method to alter the chemical structure and surface morphology for better thermal behaviour and filling distribution.

2

Influence of surface-modified nanoclay on the flexural strength of unsaturated polyester resin

Stępka Dominik

Inżynieria Materiałowa

|

2023

|

Vol. 44, nr 5

5--10

EN

This study delves into the influence of surface-modified nanoclay on the flexural strength of Unsaturated Polyester Resins (UPRs). UPRs, known for their robust mechanical properties, find extensive applications across various industries. With the aim of further enhancing these properties, nanofillers, specifically surface-modified nanoclay, were incorporated into the resin matrix. Our research revealed a significant improvement in flexural strength with an optimal nanoclay addition of 0.1% by weight. However, the morphological analysis identified the presence of nanoclay agglomerates, indicating potential areas for optimization in the dispersion process. The findings present a promising direction for developing advanced UPR-based materials, emphasizing the pivotal role of nanofillers in achieving superior mechanical performance.

PL

Analizowano wpływ nanoglinki o modyfikowanej powierzchni na wytrzymałość na zginanie nienasyconych żywic poliestrowych (UPR). UPR, znane ze swoich solidnych właściwości mechanicznych, znajdują szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu. W celu dalszej poprawy tych właściwości do matrycy żywicznej wprowadzono nanonapełniacz, a dokładnie nanoglinkę z modyfikowaną powierzchnią. Badania wykazały znaczną poprawę wytrzymałości na zginanie przy optymalnym dodatku nanoglinki w ilości 0,1% mas. Analiza morfologiczna wykazała obecność aglomeratów nanoglinki, wskazując potencjalne obszary optymalizacji w procesie dyspersji. Odkrycia wyznaczają obiecujący kierunek rozwoju zaawansowanych materiałów na bazie UPR, podkreślając kluczową rolę nanonapełniaczy w osiąganiu doskonałych parametrów mechanicznych.

3

Evaluation of properties of polymer-ceramic filaments modified with aluminosilicates for use in 3D printing

Twaróg Rafał, Sendor Michał, Rapacz-Kmita Alicja, Gajek Marcin, Marchewka Jakub, Stodolak-Zych Ewa

Composites Theory and Practice

|

2023

|

R. 23, nr 1

56--63

EN

A study was conducted on selected nanoclay fillers, i.e. montmorillonite (MMT) or halloysite (HNT) in polylactic acid (PLA) pellets for the manufacture of filaments for 3D printing. A 1-3 weight fraction of the filler was used. In order to compatibilize the nanofiller with the PLA, two methods were employed to facilitate dispersion of the nanoclay particles: using prewetting of the nanoclay in dichloromethane (DCM) and introducing a short-chain plasticizer (polyethylene glycol, PEG200) during the homogenization process. The effectiveness of filler dispersion was verified by performing thermal analysis, i.e. thermogravimetry and differential scanning calorimetry (DG/DSC), as well as by microscopic observations. The processability of the obtained nanocomposite filament was verified for the finished products manufactured from both of the materials by FDM printing. Mechanical strength and impact tests were conducted on the printed samples. The results showed that the prints made from the nanocomposite filaments have better tensile strength (by 25 and 10% for PLA/HNT and PLA/MMT, respectively) compared to prints made from the pure polymer filament.

4

Modyfikowanie nienasyconych żywic poliestrowych nanododatkami

Stępka Dominik

Inżynieria Materiałowa

|

2022

|

Vol. 43, nr 4

10--12

PL

W pracy przedstawiono różnego rodzaju podejście do kwestii modyfikacji żywic poliestrowych przy użyciu nanododatków. Poruszono zagadnienia nasiąkliwości kompozytów na bazie żywic, ich ognioodporności, a także udarności i wytrzymałości na zginanie. Zwrócono szczególną uwagę na metody z którymi wiąże się najbardziej korzystne rokowania.

EN

The paper presents a different approach to the modification of polyester resins with the use of nano-additives. The issues of absorbability of resinbased composites, their fire resistance, as well as impact strength and flexural strength were discussed. Particular attention was paid to the methods with the most favorable prognosis.

5

Influence of Dual Filler Reinforcement on the Curing and Tribo-Mechanical Behaviour of Natural Rubber Nanocomposite for Tire Tread Application

Harikrishna Kumar M., Subramaniam Shankar, Rajasekar Rathanasamy, Pal Samir Kumar, Palaniappan Sathish Kumar

Archives of Metallurgy and Materials

|

2021

|

Vol. 66, iss. 3

893--899

EN

A huge amount of carbon black (40-60 phr) was commonly used as a reinforcing material in manufacturing of tires to improve the technical properties of pure rubber. Carbon black causes severe health hazard like skin cancer, respiratory problem due to its fly loss property. This study focusses on reducing the usage of carbon black by replacing it with minimal quantity of nanoclay to compensate the technical properties of rubber. Natural rubber nanocomposite are fabricated using solution and mechanical mixing method in presence and absence of compatibilizer. Cure characteristics, wear test and mechanical properties were examined. NR nanocomposite with dual filler in presence of compatibilizer showed enhancement in torque values, mechanical and wear resistant property. Wear resistance, tensile strength and modulus of dual filler nanocomposite was increased by 66.7%, 91% and 85% when compared to pure NR. Hence NR nanocomposite with dual filler in presence of compatibilizer was found as a proving and possible nanocomposite for tire application.

6

Hybrid nanobiocomposites based on poly(3-hydroxybutyrate) : characterization, thermal and mechanical properties

Zarzycka Iwona, Czerniecka-Kubicka Anna, Szyszkowska Agnieszka, Pyda Marek, Frącz Wiesław, Byczyński Łukasz, Sedlarik Vladimir

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2020

|

Vol. 22, no. 1

97--110

EN

Poly(3-hydroxybutyrate) is a biopolymer used to production of implants in the human body. On the other hand, the physical and mechanical properties of poly(3-hydroxybutyrate) are compared to the properties of isotactic polypropylene what makes poly(3-hydroxybutyrate) possible substitute for polypropylene. Unfortunately, the melting point of poly(3-hydroxybutyrate) is almost equal to its degradation temperature what gives very narrow window of its processing conditions. Therefore, numerous attempts are being made to improve the poly(3-hydroxybutyrate) properties. In the present work, hybrid nanobiocomposites based on poly(3-hydroxybutyrate) as a matrix with the use of organic nanoclay – Cloisite 30B and linear polyurethane as a second filler have been manufactured. The linear polyurethane was based on diphenylmethane 4,4′-diisocyanate and diol with imidazoquinazoline rings. The obtained nanobiocomposites were characterized by X-ray diffraction, scanning and transmission electron microscopies, thermogravimetry, differential scanning calorimetry and their selected mechanical properties were tested. The resulting hybrid nanobiocomposites have intercalated/exfoliated structure. The nanobiocomposites are characterized by a higher thermal stability and a wider range of processing temperatures compared to the unfilled matrix. The plasticizing influence of nanofillers was also observed. In addition, the mechanical properties of the discussed nanobiocomposites were examined and compared to those of the unfilled poly(3-hydroxybutyrate). The new-obtained nanobiocomposites based on poly(3-hydroxybutyrate) containing 1% Cloisite 30B and 5 wt. % of the linear of polyurethane characterized the highest improvement of processing conditions. They have the biggest difference between the temperature of degradation and the onset melting temperature, about 100 °C.

7

Rupture assessment of rubber/clay nanocompositescontaining a crack by means of an energy-basedfracture criterion

Heydari-Meybodi Mahdi, Ayatollahi Majid Reza, Berto Filippo, Yahya M. Yazid

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2019

|

Vol. 19, no. 4

1458--1467

EN

Due to the growing use of nanotechnology in the modern era, the application of nanoma-terials in elastomers has also been increased. Although some limited experiments areavailable in the previous studies regarding the fracture behavior of rubber nanocomposiDue to the growing use of nanotechnology in the modern era, the application of nanoma-terials in elastomers has also been increased. Although some limited experiments areavailable in the previous studies regarding the fracture behavior of rubber nanocompositescontaining a crack, no criteria have been presented so far. To fill this gap, the currentresearch is devoted to develop a criterion for rupture assessment of rubber nanocompositesweakened by a crack. First, some fracture tests are performed on cracked rubber/claynanocomposites. The prepared nanocomposites are made of ethylene–propylene-dienemonomer/styrene-butadiene rubber/CLOISITE 15. Afterwards, the averaged strain energydensity (ASED) criterion, as one of the most used energy-based criteria, is extended andutilized in nano-reinforced hyperelastic materials. The nearly uniaxial state of stress fieldnext to the crack tip in rubber nanocomposites, which is the main prerequisite for thecriterion extension, is proved by means of non-linear finite element modelling. Finally, theestimations of the criterion is compared with the corresponding experimental data and goodagreement is achieved which reveals the high performance of the ASED criterion in the caseof cracked rubbers filled with nanoparticles.tescontaining a crack, no criteria have been presented so far. To fill this gap, the currentresearch is devoted to develop a criterion for rupture assessment of rubber nanocompositesweakened by a crack. First, some fracture tests are performed on cracked rubber/claynanocomposites. The prepared nanocomposites are made of ethylene–propylene-dienemonomer/styrene-butadiene rubber/CLOISITE 15. Afterwards, the averaged strain energydensity (ASED) criterion, as one of the most used energy-based criteria, is extended andutilized in nano-reinforced hyperelastic materials. The nearly uniaxial state of stress fieldnext to the crack tip in rubber nanocomposites, which is the main prerequisite for thecriterion extension, is proved by means of non-linear finite element modelling. Finally, theestimations of the criterion is compared with the corresponding experimental data and goodagreement is achieved which reveals the high performance of the ASED criterion in the caseof cracked rubbers filled with nanoparticles.

8

Właściwości wytrzymałościowe nanokompozytów elastomerowych zawierających wybrane glinokrzemiany warstwowe

Kostrzewa M., Bakar M., Szymańska J., Sadkowska-Kluś G.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2017

|

T. 23, Nr 3 (177)

195--202

PL

Nanokompozyty elastomerowe są bardzo ważną grupą nowych materiałów nad którymi trwają prace w ostatnich latach. Głównym celem pracy było określenie wpływu wprowadzenia niewielkiej ilości (12 g/1200 g kauczuku) nanonapełniacza glinokrzemianowego na właściwości typowej mieszanki gumowej stosowanej do produkcji uszczelek. Do przygotowania nanokompozytów zastosowano trzy rodzaje glinokrzemianu warstwowego (Cloisite Na+, Cloisite 5 oraz Cloisite 20) w postaci dyspersji w plastyfikatorze ftalanowym (Santicizer 261A), które były wprowadzane do mieszanki gumowej przy pomocy tradycyjnej metody walcowania. Otrzymane wulkanizaty zostały poddane badaniom wytrzymałościowym takim jak odporność na rozciąganie, ściskanie, twardość, miękkość oraz odporność na ścieranie. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że mieszanki gumowe zawierające zmodyfikowany glinokrzemian warstwowy (Cloisite 5, Cloisite 20) wykazały znacznie lepsze właściwości użytkowe w porównaniu do dotychczas stosowanej mieszanki. Ponadto okazało się, że jest możliwe wykonanie mieszanki gumowej zawierającej zdyspergowane nanocząstki, bez konieczności stosowania przedmieszek, przy zastosowaniu tradycyjnej linii technologicznej.

EN

Elastomeric nanocomposites are a very important group of new materials that have been under development in recent years. The purpose of this study was to determine the effect of introducing a small amount (12 g/1200 g natural rubber) of aluminosilicate nanofillers on the properties of the typical rubber used in the production of gaskets. Three types of layered aluminosilicate (Cloisite Na+, Cloisite 5 and Cloisite 20) were incorporated as a plasticizer dispersion (Santicizer 261A). The nanoclay dispersion was introduced into the rubber blend using a conventional rolling method. After vulcanization, the obtained samples were tested to determine the tensile, compression strength, hardness, softness as well as abrasion resistance. It was concluded that rubber containing modified layered aluminosilicate (Cloisite 5 or Cloisite 20) exhibited significantly better strength properties in comparison to the reference composition. In addition, it was found that it is possible to obtain a rubber based nanocomposite using a conventional process line without the nanoclay master batch preparation.

9

A comparison of two different methods for formation of the beta phase in nanocomposites based on vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer

Borisova l, Kiryakova D, Atanassov A

Materials Science Poland

|

2014

|

Vol. 32, No. 2

301--306

EN

Nanocomposite materials based on vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer and organically modified montmorillonite Cloisite®15A were prepared by two different methods: melt mixing and co-precipitation. The changes taking place in crystalline structure, tensile strength, thermal behavior and the formation of piezoelectric b-phase as a result of the polymer system dissolution in dimethyl sulfoxide were studied. The technological specificity of each method has certain effect on the properties of the obtained nanocomposites. The highest content of b-phase – 95 % was achieved by co-precipitation from the solution of vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer in dimethyl sulfoxide and 6 mass % content of Cloisite®15A. Despite the common view that the use of solvents and prolonged technological procedure lead to overall higher expenses, the obtained nanocomposites could be promising for the preparation of new piezo-materials.

10

Mechanical, thermal and morphological behaviours of polybutylene terephthalate/polycarbonate blend nanocomposites

Rajakumar P.R., Nanthini R.

International Letters of Chemistry, Physics and Astronomy

|

2013

|

Vol. 4

15-36

EN

Polybutylene Terephthalate (PBT) / Polycarbonate (PC) nanocomposite blend was fabricated using melt blending technique in a twin extruder. The blend composition was optimized at PBT-PC weight ratio of 80-20. The effect of incorporation of various organically modified Montmorillonite (OMMT) and naturally occurring sodium Montmorillonite (MMT) on the mechanical, thermal and morphological properties of the nanocomposites blend has been investigated. It was observed that the Izod impact strength, tensile strength and flexural strength demonstrated a significant increase with the increase in clay loading from 1-7 weight % due to homogeneous dispersion of clay within the blend matrix. Thermo gravimetric analysis (TGA) revealed an increase in thermal stability of the blend with the incorporation of nanoclay. There is also decrease in the melting temperature (Tm) and crystallisation temperature (Tc) as observed from DSC thermograms. DMA add the evidence for TGA, DSC and mechanical results. PBT - PC blend with clay exhibited featureless XRD indicative of exfoliated structure. TEM micrographs also confirm the same that the clay has exfoliated into individual layers.

11

Development of compatibilized butyl rubber nanocompo-sites containing dual filler system

Rajasekar R., Malas A., Das C.K.

Elastomery

|

2012

|

T. 16, nr 4

22-28

EN

This study aims in analyzing the effect of compatibilizer for the dispersion of organically modified nanoclay in butyl rubber (IIR) matrix. Chlorobutyl rubber (CIIR) - organically modified nanoclay com-posites (CI-C) were prepared by solution mixing. The nanoclay used in this study is Cloisite 20A. The ob-tained nanocomposites were incorporated in butyl rubber (IIR) along with carbon black with sulphur as a curing agent. Morphology, curing characteristics, mechanical and gaś barrier properties ofthe nanocomposites were analysed and compared to control. The morphological studies proved the partial exfo-liation along with agglomeration of nanoclay platelets in CIIR, andfurther incorporation ofCI-C in IIR matrix enhances the exfoliation ofthe nanoclay platelets. Curing study demonstrated faster scorch time, cure time and increase in maximum torąuefor the compatibilized IIR nanocomposites containing dual filler system compared to control. Tremendous improvement in mechanical and gaś barrier properties were achieved for the same system. The tensile fractured surface of the rubber compounds observed through scanning electron microscopy shows highly rough and tortuous path for the filler containing IIR compounds.

PL

Przedstawiona praca jest ukierunkowana na przeanalizowanie wpływu środka kompatybilizującego na dyspergowanie organicznie modyfikowanego nanoglinokrzemianu w środowisku kauczuku butylowego (IIR). Kompozyty użytego jako kompatybilizatora kauczuku chlorobutylowego (CIIR) i organicznie modyfikowanego nanoglinokrzemianu (Cl-C) przygotowywano przez zmieszanie skladników w roztworze. Jako nanoglinokrzemianu użyto w badaniach Cloisite 20A. Uzyskane nanokompozyty wprowadzano do kauczuku butylowego (IIR) razem z sadzą i siarką jako środkiem sieciującym. Właściwości nanokompozytów - morfologiczne, wulkanizacyjne, mechaniczne i barierowe wobec gazu - analizowano i porównywano z próbką kontrolną. Badania morfologii wykazały częściową eksfoliację z jednoczesną aglomeracją płytek nanoglinokrzemianu w CIIR, a następnie wprowadzanie Cl-C do matrycy IIR zwiększało eksfoliację płytek nanoglinokrzemianu. Badania wulkanizacji wykazały krótszy czas podwulkanizacji i wulkanizacji oraz wzrost maksymalnego momentu obrotowego kompatybilizowanych nanokompozytów IIR zawierających dwuskładnikowy zespół napełniaczy w porównaniu z próbką kontrolną. Stosując opisany system uzyskano ogromną poprawę właściwości mechanicznych i barierowych produktu. Powierzchnia przełomu po rozciąganiu obserwowana pod mikroskopem elektronowym okazała się bardziej szorstka i nierówna w przypadku napełnionych mieszanek IIR.

12

Mechanical Properties of PA 6 Fibres Modified with Copolyamides and Nanoclays

Kristofič M, Ujhelyiová A, Vassová I, Michlík P, Brejka O, Ryba J

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2011

|

Vol. 19, no. 4 (87)

41—45

EN

This contribution deals with the preparation of concentrates consisting of copolyamides from ε-caprolactam and nylon salts prepared from adipic acid and 1-(2-aminoethyl) piperazine, and from adipic acid and diethylenetriamine, as well as the evaluation of their basic properties. PA 6 fibres modified with 5, 10 and 20 wt. % of these concentrates were prepared by two drawing processes, and their mechanical properties,( tensile strength, Young modulus and elongation at break) and orientation factors were evaluated. With respect to their thermal properties, all the concentrates are more or less semicrystalline compounds suitable as additives for semicrystalline PA 6 fibres. Mechanical properties depend on the type of concentrate and conditions of the drawing process. A lower amount of concentrate in modified fibres and concentrates with a lower amount of comonomers in copolyamide, Cloisite nanoadditive, a lower speed of drawing and an optimal drawing ratio assure the same or better mechanical properties, mainly the tensile strength, in comparison with non modified PA 6 fibres.

PL

Opisano sporządzanie koncentratów opartych na poliamidzie otrzymanym z ε-kaprolaktamu i kwasu nylonowego oraz 1-(2-aminoetylenu) piperazyny, kwasu adypinowego i dietylenotriaminy oraz badano ich właściwości. Wyprzędziono przy zróżnicowanym rozciagu włókna poliamidowe z udziałm 5, 10 i 20% wyżej wspomnianego koncentratu a nastęnie okreśono ich włściwości mechaniczne (wytrzymałść właściwą wydłżenie przy zerwaniu, moduł oraz współczynnik orientacji. Wszystkie koncentraty są mniej lub bardziej krystaliczne i mogą być stosowane do otrzymywania częściowo krystalicznych włóien PA6. Właściwości mechaniczne zależą od ilości dodanego koncentratu oraz parametrów procesu rozciągania. Niższa ilość koncentratu i koncentraty o mniejszej ilości komonomeru w kopoliamidzie, dodatek Cloisite, niższą prędkość rozciągania i optymalny stopień rozciąu zapewniają takie same lub lepsze właściwości (głónie wytrzymałść właściwą w stosunku do włókien niemodyfikowanych.

13

Effect of dual fillers on the properties of acrylonitrile butadiene rubber nanocomposites in presence of compatibilizer

Rajasekar R., Nayak G.C., Malas A., Sahoo S., Das C.K.

Elastomery

|

2011

|

T. 15, nr 3

3-13

EN

Acrylonitrile butadiene rubber (NBR) nanocomposites containing nanoclay and carbon black were prepared in presence of compatibilizer. The nanoclay used in this study is Cloisite 20A and the compatibilizer used for dispersing nanoclay in NBR is epoxidized natural rubber (ENR). The preparation of NBR nanocomposites involves two step processes. Initially nanoclay was incorporated in ENR by solution mixing. The minimum loading of the obtained ENR-nanoclay composites (EC) were incorporated in NBR followed by the addition of carbon black. The changes obtained in the morphological, mechanical, swelling and compression set properties upon minimum loading of nanoclay in the carbon black filled NBR compounds were analysed and compared with gum and carbon black filled NBR systems. The morphological studies proved the intercalation of nanoclay in ENR. Incorporation of EC in NBR in presence of carbon black leads to partial exfoliation of nanoclay platelets in the NBR matrix. Curing studies depicted faster scorch time, cure time and increase in torque for the dual filler containing NBR compounds. Dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) showed increase in storage modulus and lesser damping characteristics for the dual filler containing NBR compounds accompanied with significant improvement in mechanical, resistance to swelling and low compression set properties.

PL

Nanokompozyty kauczuku butadienowo-akrylonitrylowgo (NBR) zawierające nanoglinokrzemian (Cloisite 20A) i sadzę przygotowano w obecności kompatybilizatora. Jako kompatybilizatora ułatwiającego dyspergowanie nanokrzemianu w NBR użyto epoksydowanego kauczuku naturalnego (ENR). Proces przygotowania nanokompozytów NBR przebiegał dwuetapowo. Najpierw wprowadzano nanokrzemian do ENR przez mieszanie w roztworze. Niewielką ilość uzyskanych kompozytów ENR-nanokrzemian (EC) wprowadzono do NBR, a następnie dodawano sadzę. Przeanalizowano właściwości morfologiczne i mechaniczne oraz pęcznienie i odkształcenie trwałe tak zmodyfikowanych mieszanek. Uzyskane wyniki porównano z właściwościami mieszanek NBR napełnionych tylko sadzą oraz niezawierających napełniaczy. Badania morfologiczne potwierdziły interkalację nanokrzemianu w ENR Stwierdzono, że dodanie EC do NBR w obecności sadzy prowadzi do częściowej eksfoliacji płytek nanoglinokrzemianu w matrycy NBR. Mieszanki NBR zawierające obydwa napełniacze odznaczały się krótszym czasem podwulkanizacji, wulkanizacji i wzrostem momentu obrotowego. Analiza termiczna dynamiczno-mechaniczna (DMTA) wykazała wzrost składowej rzeczywistej modułu zespolonego i gorsze właściwości tłumiące mieszanek NBR zawierających dwuskładnikowy zespół napełniaczy, czemu towarzyszyła znacząca poprawa właściwości mechanicznych, odporności na pęcznienie oraz małe odkształcenie trwałe.

14

Development of compatibilized butyl rubber nanocomposites containing dual filler system

Rajasekar R., Malas A., Das C.K.

Elastomery

|

2010

|

T. 14, nr 6

15-22

EN

This study aims in analyzing the effect of compatibilizer for the dispersion of organically modified nanoclay in butyl rubber (IIR) matrix. Chlorobutyl rubber (CIIR) - organically modified nanoclay composites (CI-C) were prepared by solution mixing. The nanoclay used in this study is Cloisite 20A. The obtained nanocomposites were incorporated in butyl rubber (IIR) along with carbon black and sulphur as a curing agent. Morphology, curing characteristics, mechanical and gas barrier properties of the nanocomposites were analysed and compared to control. The morphological studies proved the partial exfoliation along with agglomeration of nanoclay platelets in CIIR, and further incorporation of CI-C in IIR matrix enhances the exfoliation of the nanoclay platelets. Curing study demonstrated faster scorch time, cure time and increase in maximum torque for the compatibilized IIR nanocomposites containing dual filler system compared to control. Considerables improvement in mechanical and gas barrier properties were achieved for the same system. The tensile fractured surface of the rubber compounds observed through scanning electron microscopy shows highly rough and tortuous path for the filler containing IIR compounds.

PL

Praca ma na celu analizę wpływu kompatybilizatora na dyspersję organicznie modyfikowanego nanoglinokrzemianu w matrycy kauczuku butylowego. Kompozyty kauczuku chlorobutylowego i modyfikowanego nanoglinokrzemianu wykonywano metodą mieszania w roztworze. Do badań użyto nanoglinokrzemianu Cloisite 20A. Uzyskane nanokompozyty wprowadzano do kauczuku butylowego (IIR) razem z sadzą i siarką jako środkiem wulkanizującym. Badano morfologię, charakterystykę wulkanizacji, właściwości mechaniczne i przepuszczalność gazu nanokompozytów, porównując uzyskane wyniki z właściwościami próbki kontrolnej. Badania morfologiczne dowiodły częściowej eksfoliacji oraz aglomeracji płytek nanoglinokrzemianu w CIIR, a następnie, że dodanie CI-C do matrycy IIR poprawia eksfoliację płytek nanoglinokrzemianu. Badanie wulkanizacji wykazało krótszy czas podwulkanizacji i wulkanizacji oraz wzrost maksymalnego momentu obrotowego kompozytów kompatybilizowanego IIR zawierającego zespół dwóch napełniaczy w porównaniu z próbką kontrolną. Osiągnięto znaczną poprawę właściwości mechanicznych i barierowych. Obserwacja za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego powierzchni mieszanki gumowej ze spękaniami powstałymi na skutek naprężenia pokazuje bardzo ostrą i zmiennokierunkową drogę spękań w przypadku napełnionych mieszanek IIR.

15

Poly(vinyl chloride)/nanoclay nanocomposites - electrical and mechanical properties

Dimitry O. I., Sayed W. M., Mazroua A. M., Saad A. L.

Polimery

|

2009

|

T. 54, nr 1

8-14

EN

Poly (vinyl chloride) (PVC) and dioctyl phthalate (DOP) plasticizer were mixed with small amounts (1-10phr) of a layered silicate nanoclay consisting of 83.3% of montmorillonite and 16.7% of kaolinite to obtain PVC-based nanocomposites. The thermalstability of obtained products was characterized by thermal analysis using a thermogravimetric analyzer (TGA). The electrical conductivity of these composites was studied as a function of temperature and it was found that the activation energy for this property is lower than that of the host polymer. The composites exhibit increased Young's modulus and decreased Shore A hardness.

PL

Otrzymano nanokompozyty plastyfikowany poli(chlorek winylu)/nanoglinka (83,3% montmorylonitu + 16,7% kaolinitu) różniące się zawartością napełniacza (1-10phr w przeliczeniu na PVC, tabela 1). Metodą TGA zbadano stabilność termiczną uzyskanych produktów, które do temp. 100°C nie wykazują ubytku masy (rys. 1-3). Scharakteryzowano też ich właściwości dielektryczne (rys. 4 i 5) oraz zależność przewodności właściwej od zawartości nanoglinki i od temperatury (rys. 6-8, tabela 3). Na podstawie tej drugiej zależności obliczano energię aktywacji przewodnictwa nanokompozytów (tabela 3) stwierdzając, że są one pod tym względem zbliżone do półprzewodników. Zbadano też właściwości mechaniczne przy rozciąganiu oraz twardość omawianych produktów (tabela 4).

16

Elastomeric nanocomposites based on EPR and oil extended EPDM

Rajasekar R., Das C.K.

Elastomery

|

2009

|

T. 13, nr 5

3-11

EN

The crucial factor that decides the improvement of properties in rubber by the incorporation nanofiller, is its distribution in the rubber matrix. The normal mixing of non polar rubber and organically modified nanoclay may not lead for the exfoliation of the filler in the rubbery matrix. Hence, some sort of polar rubber like epoxidized natural rubber (ENR) can be used as a compatibilizer, inorder to obtain a better dispersion of the nanoclay in the matrix polymer. Epoxidized natural rubber and organically modified nanoclay composites (EC) were prepared by solution mixing. The nanoclay used in this study is Cloisite 20A. The obtained nanocomposites were incorporated in the oil-extended ethylene propylene diene monomer (OE-EPDM) with sulphur as a curing agent and also in ethylene propylene rubber (EPR) containing dicumyl peroxide curing system. The morphological studies proved the intercalation of nanoclay in ENR and further incorporation of EC in OE-EPDM and EPR matrix leads to exfoliation of the nanoclay. Curing study demonstrated faster scorch time, cure time and increase in maximum torque for the nanoclay incorporated OE-EPDM and EPR compounds compared to their controls. Dynamic mechanical thermal analysis showed increase in storage modulus and lesser damping characteristics for the compounds containing nanoclay loading in OE-EPDM and EPR matrices, accompanied by improvements in other technical properties.

PL

Czynnikiem decydującym o poprawie właściwości gumy przez dodatek nanonapełniacza jest jego zdyspergowanie w ośrodku kauczukowym. Zwykłe mieszanie niepolarnego kauczuku i nanoglinokrzemianu modyfikowanego substancją organiczną może nie doprowadzić do eksfoliacji napełniacza w matrycy kauczukowej. Dlatego, w celu uzyskania jego lepszej dyspersji w kauczuku, można zastosować jako kompatybilizator polarny, epoksydowany kauczuk naturalny (ENR). Kompozyty (EC) epoksydowanego kauczuku naturalnego i organicznie modyfikowanego nanoglinokrzmianu (Cloisite 20A) przygotowywano przez mieszanie w roztworze. Uzyskane nanokompozyty wprowadzano do EPDM modyfikowanego olejem (OE-EPDM), z siarką jako środkiem wulkanizującym oraz do kauczuku elylenowo-propylenowego (EPR) zawierającego zespół wulkanizujący z nadtlenkiem dikumylu. Badania morfologiczne potwierdziły interkalację nanoglinokrzemianu w ENR, a nastepnie jego eksfoliację po wprowadzeniu EC do OE-EPDM lub EPR. W badaniu procesu wulkanizacji stwierdzono szybszą podwulkanizację i krótszy czas wulkanizacji oraz wzrost maksymalnego momentu reometrycznego mieszanek OE-EPDM i EPR zawierających dodatek nanoglinokrzemianu w stosunku do mieszanek kontrolnych. Badania DMTA wykazaly wzrost składowej rzeczywistej modułu zespolonego oraz słabsze właściwości tłumiące mieszanek OE-EPDM i EPR zawierających EC, towarzyszyła temu poprawa innych wlaściwości technicznych.

17

Fracture of Aluminium Joints Bonded with Epoxy Adhesive Reinforced by MMT Nanoparticles

Budzik M., Pilawka R., Imielińska K., Jumel J., Shanahan M. M.

Advances in Materials Science

|

2009

|

Vol. 9, nr 2(20)

4-11

EN

Crack propagation behavior was studied for aluminium/aluminum adhesive joints bonded with two epoxy adhesives: pure and reinforced with clay nanoparticles. The focus was also on the novel use of the constant displacement rate test to study adhesion/adhesives efficiency. The epoxy systems studied were: Epidian E6 produced from bisphenol A and epichlorohydrin, ("Organika -Sarzyna" Poland); pure or strengthened with montmorillonit nanoparticles (MMT). Crack growth rate was estimated for two displacement rates. The nanoparticle reinforced epoxy showed advantage over pure epoxy adhesive (Figs. 4,5). This effect was more pronounced at low deflection rates. The constant displacement rate test was found promising to study microstructural effects in adhesive joints.