Compatibilized ethylene-propylene-diene terpolymer nanocomposites containing different type of organoclays

• Autorzy: Malas, A. , Das, C. K.

Warianty tytułu

PL

Kompatybilizowane nanokompozyty terpolimeru etylenowo-propylenowo-dienowego zawierające różne rodzaje organicznie modyfikowanych glinek

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

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.

Słowa kluczowe

PL

mieszanka; glinka; kompatybilność; mieszanie składników; sieciowanie

EN

blend; clay; compatibility; compounding; crosslinking

• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 58, nr 3
• Strony: 204-211
• Opis fizyczny: Bibliogr. 38 poz.

Twórcy

autor

Malas, A.

autor

Das, C. K.

• Indian Institute of Technology Materials Science Centre Kharagpur — 721302, India,

Bibliografia

• 1. Arroyo M., Lopez Manchado M. A., Herrero B.: Polymer 2003, 44, 2447.
• 2. Chang Y., Yang Y., Ryu S., Nah C.: Polym. Int. 2002, 51, 319.
• 3. Usuki A., Tukigase A., Kato M.: Polymer 2002, 43, 2185.
• 4. Duquesne S., Jama C., Le Bras M., Delobel R., Recourt P., Gloaguen J. M.: Compos. Sci. Technol. 2003, 63, 1141.
• 5. Li J. X., Wu J., Chan C. M.: Polymer 2000, 41, 6935.
• 6. Wang S., Hu Y., Wang Z., Yong T., Chen Z., Fan W.: Polym. Degrad. Stabil. 2003, 80, 157.
• 7. Giannelis E. P.: Adv. Mater. 1996, 8, 29.
• 8. Alexandre M., Dubois P.: Mater. Sci. Eng. 2000, 28, 1.
• 9. Giannelis E. P., Krishnamoorti R., Manias E.: Adv. Polym. Sci. 1999, 138, 107.
• 10. Pinnavaia T. J., Beall G.W.: „Polymer-clay nanocomposites”, John Wiley & Son, New York, 2000.
• 11. Ray S. S., Okamoto M.: Prog. Polym. Sci. 2003, 28, 1539.
• 12. Karger-Kocsis J., Wu C. M.: Polym. Eng. Sci. 2004, 44, 1083.
• 13. Zeng C., Han X., Lee L. J., Koelling K. W., Tomasko D. L.: Adv. Mater. 2003, 15, 1743.
• 14. Shah D., Maiti P., Jiang D. D., Batt C.A., Giannelis E. P.: Adv. Mater. 2005, 17, 525.
• 15. Tasai T. Y., Li C. H., Chang C. H., ChengW. H., Hwang C. L., Wu R. J.: Adv. Mater. 2005, 17, 1769.
• 16. Arroyo M., Lopez-Manchado M. A., Valentin J. L., Carretero J.: Compos. Sci. Technol. 2007, 67, 1330.
• 17. Teh P. L., Mohd Ishak Z. A., Hashim A. S., Karger-Kocsis J.: Eur. Polym. J. 2004, 40, 2513.
• 18. Varghese S., Karger-Kocsis J., Gatos K. G.: Polymer 2003, 44, 3977.
• 19. Rajasekar R., Das T., Pal K., Das C. K.: Nano Trends: J. Nanotechnol. Applic. 2007, 3, 1.
• 20. Rajasekar R., Pal K., Pal S. K., Das C. K.: ICFAI J. Sci. Technol. 2008, 4, 17.
• 21. Rajasekar R., Heinrich G., Das A., Das C. K.: Res. Lett. Nanotechnol. 2009, Article ID 405153, doi:10.1155/2009/405153, 1.
• 22. Rajasekar R., Pal K., Heinrich G., Das A., Das C. K.: Mater. Des. 2009, 30, 3839.
• 23. Zilg C., Thomann R., Mülhaupt R., Finter J.: Adv. Mater. 1999, 11, 49.
• 24. Ganter M., Gronski W., Reichert P., Mulhaupt R.: Rubber Chem. Technol. 2001, 74, 221.
• 25. Zhang L. Q.,Wang Y., Sui Y., Yu D.: J. Appl. Polym. Sci. 2000, 78, 1873.
• 26. Ho D. L., Briber R. M., Glinka C. J.: Chem. Mater. 2001, 13, 1923.
• 27. Cloisite® 30B Typical Physical Properties Bulletin, Publisher by Southern Clay Products.
• 28. Cloisite® 15A Typical Physical Properties Bulletin, Publisher by Southern Clay Products.
• 29. Vaia R. A., Ginnelis E. P.: Macromolecules 1997, 30, 8000.
• 30. Acharya H., Srivastava S. K., Bhowmik A. K.: Compos. Sci. Technol. 2007, 67, 2807.
• 31. Kumar S., Malas A., Das C. K.: Polimery 2012, 57, 18.
• 32. Kuila T., Srivastava S. K., Bhowmick A. K., Saxena A. K.: Compos. Sci. Technol. 2008, 68, 3234.
• 33. Kornnmann X., Lindberg H., Berglund L. A.: Polymer 2001, 42, 1303.
• 34. Das A., Costa F. R., Wagenknecht U., Heinrich G.: Eur. Polym. J. 2008, 44, 3456.
• 35. Xie W., Hwu J. M., Jiang G. J., Buthelezi T. M., Pan W. P.: Polym. Eng. Sci. 2003, 43, 214.
• 36. Zou H., XuW., Zhang Q., Fu Q.: J. Appl. Polym. Sci. 2006, 99, 1724.
• 37. Manias E., Kuppa V., Yang D. K., Zax D. B.: Colloids Surface A 2001, 187, 509.
• 38. Sun Y. Y., Zhang Z. Q., Moon K. Y. S., Wong C. P.: J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 2004, 42, 3849.