The simple mixing of non-polar rubber and organically modified nanoclay may not lead to good dispersion of organoclay in the rubber matrix, which is due to the incompatibility between the rubber and the filler. Thus, the application of polar compatibilizer which is compatible with both the gum base and organically modified clay may help to increase the reinforcing efficiency of the organoclay. Oil extended carboxylated styrene-butadiene rubber (XSBR) was used as a compatibilizer for the dispersion of the organically modified clay (Cloisite 15A, Cloisite 20A and Cloisite 30B) in the ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM) matrix. The degree of dispersion of organoclays in non-polar EPDM matrix after application of polar compatibilizer as well as the influence of these organoclays on the properties of nanocomposites based on EPDM were analyzed in this study. The microstructure of the organoclay filled EPDM composites was studied by wide angle X-ray diffraction (WAXD) method and high resolution transmission electron microscopic (HR-TEM) analysis. Dynamic mechanical thermal analysis (DMTA), scanning electron microscopic (SEM) analysis, thermogravimetric analysis (TGA) and curing tests were conducted for each nanocomposite. Cloisite 30B filled EPDM composite showed best thermal, mechanical and dynamic mechanical properties compared to all other investigated nanocomposites.
PL
Proste mieszanie niepolarnej gumy i polarnej organicznie zmodyfikowanej nanoglinki może nie wystarczyć do dobrego rozproszenia tej glinki w matrycy kauczuku. Jest to spowodowane brakiem kompatybilności między gumą i wypełniaczem. Zastosowanie polarnego kompatybilizatora, który jest kompatybilny z gumą bazową jak i z polarną organicznie modyfikowaną glinką, może pomóc w zwiększeniu efektywności wbudowywania w matryce gumowe organiczne modyfikowanych glinek. W tej pracy do wbudowania organicznie modyfikowanych nanoglinek (Cloisite 15A, Cloisite 20A i Cloisite 30B) w matryce niepolarnego terpolimeru etylenowo-propylenowo-dienowego (EPDM) użyto modyfikowanego olejem polarnego karboksylowanego kauczuku butadienowo-styrenowego (XSBR). Zbadano stopień dyspersji nanoglinki w matrycy niepolarnego EPDM po zastosowaniu polarnego kompatybilizatora oraz wpływ rodzaju glinki z kompatybilizatorem na właściwości otrzymanych nanokompozytów na bazie EPDM. Wszystkie nanokompozyty badano metodami szerokokątowej dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego (WAXD), wysokorozdzielczej transmisyjnej mikroskopii elektronowej (HR-TEM), dynamicznej analizy termomechanicznej (DMTA), skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) oraz analizy termograwimetrycznej (TGA). Kompozyt EPDM napełniony Cloisite 30B charakteryzował się najlepszymi właściwościami termicznymi, mechanicznymi i dynamicznymi spośród wszystkich badanych nanokompozytów.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Layered double hydroxides (LDHs) are a class of layered inorganic materials, containing basic layers of metal hydroxides. Between these layers anions and water molecules are accommodated. Interlayer anion can be replaced by wide range of organic and inorganic anions and this key feature of LDH opens new fields of applications. In this study magnesium and aluminum based LDH was modified with linseed compounds using the regeneration method. Modified LDH samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), high resolution transmission electron microscopy (HR-TEM), scanning electron microscopy (SEM) and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). XRD results indicate that anionic spacer has gone inside the gallery space, which is evident from increased interlayer spacing. FT-IR study suggests the presence of spacer moiety in modified LDH. From FE-SEM study, it was observed that the shape and texture of LDH platelets have changed (they were hexagonal and smooth before modification). Unmodified and modified LDH were applied to prepare polyurethane nanocomposites (PUR/LDH and PUR/LLDH, respectively). Nanocomposite PUR/LLDH was characterized by better mechanical and thermal properties in comparison with PUR/LDH and neat polyurethane.
PL
Warstwowe podwójne wodorotlenki (LDH) są klasą warstwowych materiałów nieorganicznych, składających się z podstawowych warstw wodorotlenków metali i umieszczonej pomiędzy nimi warstwy anionów i cząsteczek wody. Aniony warstwy pośredniej mogą być zastąpione przez szereg anionów organicznych i nieorganicznych, co otwiera nowe pola zastosowań modyfikowanych LDH. W ramach tej pracy LDH magnezu i glinu modyfikowano metodą regeneracji związkami z siemienia lnianego. Próbki zmodyfikowanego LDH (oznaczane LLDH) charakteryzowano metodami dyfrakcji rentgenowskiej (XRD), spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera (FT-IR), transmisyjnej mikroskopii elektronowej wysokiej rozdzielczości (HR-TEM), skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) i skaningowej mikroskopii elektronowej z emisją polową (FE-SEM). Wyniki badań próbek LLDH metodą XRD wykazały, że warstwa anionowa umieściła się wewnątrz przestrzeni pomiędzy warstwami kationów, o czym świadczyły zwiększone odstępy międzywarstwowe. Badania FT-IR tych próbek dowiodły obecności ugrupowań charakterystycznych dla wprowadzonych na skutek modyfikacji anionów. Rezultaty badań FE-SEM pokazały że kształt i tekstura płytek LDH zmienia się z heksagonalnych i gładkich przed modyfikacją na bardziej nieregularne. Niemodyfikowany i modyfikowany LDH zastosowano do otrzymania nanokompozytów poliuretanowych (odpowiednio PUR/LDH i PUR/LLDH). Nanokompozyty PUR/LLDH charakteryzowały się lepszymi właściwościami mechanicznymi i termicznymi niż PUR/LDH i czysty poliuretan.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
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.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
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.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
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.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.