Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Stearate modification of Layered Double Hydroxide (LDH) for Polyurethane Elastomeric Nanocomposites

100%

Kumar S. , Das C. K.

Elastomery

|

2010

|

tom T. 14, nr 4

15-22

EN

Layered Double Hydroxide (LDH) is a class of inorganic clay materials having layered structure in which anions are accommodated between the positively charged metal hydroxide layers. An increasing interest exists, because this class of materials can be used as catalysts, photo catalysts, catalysts supports, anion exchangers and as nanofillers in polymer composites, etc. LDHs with easily exchangeable interlayer ionic species have tremendous potential as novel fillers for polymers composites. Due to a low interlayer space and hydrophilic nature they hardly disperse in polymer matrices. After suitable modification by anions, LDHs can be successfully dispersed at nanoscale in a wide range of polymers. LDHs as a nanofillers improve the flame retardancy and barrier properties of polymer composites. In the present work Mg/Al based LDH was modified by the regeneration method. Modified LDH samples were characterized by XRD, FTIR, HRTEM, SEM and FESEM. XRD results indicate that anionic moiety was introduced into the gallery space and acts as pillar increasing the gallery height, what is evident by increased interlayer spacing. FTIR studies of modified LDH samples corroborated the presence of anionic moiety. From FESEM study it was observed, that after modification of LDH, platelet morphology is completely different from that, which was recorded for pure LDH with hexagonal structure. This modified LDH is well exfoliated in polyurethane polymer matrix with improved mechanical properties.

PL

Dwuwarstwowe hydroksyzwiązki (LDH) stanowią grupę nieorganicznych materiałów mineralnych, w których aniony umiejscowione są pomiędzy dodatnio naładowanymi warstwami wodorotlenków metali. Zainteresowanie tymi związkami ciągle wzrasta, ponieważ mogą być one stosowane jako katalizatory lub ich nośniki, fotokatalizatory, wymienniki jonowe oraz jako nanonapełniacze w kompozytach polimerowych. LDH, ze względu na łatwość wymiany jonów w warstwie pośredniej, ma ogromny potencjał jako nowy napełniacz kompozytów polimerowych. Jednak ze względu na niewielkie odległości między warstwami i hydrofilową naturę trudno jest zdyspergować je w ośrodku polimerowym. Jest to możliwe dopiero po odpowiedniej modyfikacji i wymianie anionów w warstwie pośredniej. LDH jako nanonapełniacze zwiększają odporność kompozytów polimerowych na palenie i poprawiają ich właściwości barierowe. W niniejszym artykule omówiono wyniki modyfikacji LDH, opartego na związkach magnezu i glinu, z wykorzystaniem metody regeneracji. Zmodyfikowane hydroksyzwiązki scharakteryzowano wykorzystując analizę XRD, FTIR, HRTEM, SEM i FESEM. Wyniki dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) wskazują, że nastąpiła wymiana anionowych fragmentów struktury, a nowo wprowadzone ugrupowania rozpychają warstwy metaliczne, o czym dowodnie świadczy zwiększenie przestrzeni międzywarstwowej. Analiza widm FTIR potwierdziła obecność nowych ugrupowań. Na podstawie badań FESEM stwierdzono, że po modyfikacji całkowicie zmieniła się morfologia LDH. Modyfikowane hydroksyzwiązki były dobrze eksfoliowane w matrycy poliuretanowej, co skutkowało poprawą właściwości mechanicznych kompozytów.

2

Elastomeric nanocomposites based on EPR and oil extended EPDM

100%

Rajasekar R. , Das C. K.

Elastomery

|

2009

|

tom 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.

3

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

100%

Malas A. , Das C. K.

Polimery

|

2013

|

tom T. 58, nr 3

204-211

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.

4

Characterization of syndiotactic polystyrene / carbon nanofiber composites through X-ray diffraction using adaptive neuro-fuzzy interference system and artificial neural network

80%

Bose S. , Shome D. , Das C. K.

|

tom Vol. 1, nr 4

197-204

EN

Purpose: The purpose of the paper is to characterize of syndiotactic polystyrene/carbon nanofiber composites through X-ray diffraction using adaptive neuro-fuzzy interference system and artificial neural network. Owing to their interesting mechanical, electrical and thermal properties, syndiotactic polystyrene (s-PS)/carbon nanofiber (CNF) composites have gained adequate importance in the scientific and industrial communities and as a result, characterization of s-PS/CNF is an issue of major interest to the researchers. Design/methodology/approach: In the present paper, two quantitative models, based on adaptive neuro-fuzzy interference system (ANFIS) and artificial neural network (ANN), are developed and compared with a goal of accurately predicting the intensity values from the scattering angle values in X-ray Diffraction (XRD) of syndiotactic polystyrene (s-PS)/carbon nanofiber (CNF) composites. Findings: Results demonstrate that both the proposed models are highly effective in estimating intensity from scattering angle. However, more accurate results are obtained with the ANFIS model as compared to the ANN model. Research limitations/implications: The results of the investigations carried out in this study is suggestive of the fact that both ANFIS and ANN can be used quite effectively for prediction of intensity from scattering angle values in XRD of s-PS/CNF composites. Originality/value: The proposed ANFIS and ANN model-predicted intensity values are in very good agreement with the experimental intensity values. However, it is seen that, irrespective of the type of composite sample, the proposed ANFIS models outperform the proposed ANN models in terms of prediction accuracy.

5

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

80%

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

Elastomery

|

2012

|

tom 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.

6

Recycling of scrap automobile tube

80%

Roy N. , Kumar S. , Das C. K.

Elastomery

|

2009

|

tom T. 13, nr 6

20-25

EN

Mechano-chemical process (MCP) is an improved method for devulcanization of the scrap rubber through the application of mechanical shearing and a devulcanizing agent, at lower temperature of about 100°C. One of the most interesting observations is that the retention of tensile strength of revulcanized rubber, with respect to original rubber vulcanizate is higher when devulcanized in presence of devulcanizing agents. The formation of extra crosslink bonds for revulcanized rubber containing devulcanizing agent was confirmed by crosslink density data. The thermal stability and storage modulus are enhanced for revulcanized scrap tubes, accompanied by the loss of tan δ values. SEM was studied to elucidate the fracture mechanism and the homogeneity of the vulcanizate after devulcanization. Three types of chemicals, namely aryldisulfide, benzyldisulfide, phenyldisulfide were taken into consideration as devulcanizing agents. It was observed that the type and dose of devulcanizing agents have tremendous effect on the recovery of the mechanical properties of the scrap automobile tubes after devulcanization. This process facilitates only the breakage of crosslinking sites, not the main chain, thus retaining the main chain properties. After devulcanization the crosslinking sites are produced, depending on the type and dose of the devulcanizing agent, which are responsible for the new crosslinking, when it is again revulcanized in presence of usual vulcanizing agents.

PL

Proces mechanochemiczny (MCP) to metoda dewulkanizacji odpadów gumowych udoskonalona przez zastosowanie obróbki mechanicznej w obecności substancji dewulkanizującej w temperaturze ok. 100°C. Spośród bardziej interesujących spostrzeżeń można wymienić fakt, że rewulkanizaty materiału uzyskanego z zastosowaniem środka dewulkanizującego w większym stopniu zachowujq pierwotną wytrzymałość. Badania gęstości usieciowania potwierdziły obecność dodatkowych wiązań poprzecznych w próbkach zawierających związki przyspieszające dewulkanizację. Stabilność termiczna i składowa rzeczywista (elastyczna) modułu zespolonego gumy dętek wykonanych z rewulkanizatu ulegają poprawie, natomiast pogarszają się wartości tangens delta. W celu wyjaśnienia mechanizmu degradacji badanego materiału oraz jego jednorodności po procesie dewulkanizacji dokonano analizy obrazów SEM. Substancjami dewulkanizującymi były: disiarczek arylowy, disiarczek benzylowy i disiarczek fenylowy. Zaobserwowano, że rodzaj i ilość użytej substancji ma ogromny wpływ na odzyskanie pierwotnych właściwości mechanicznych dewulkanizowanego materiału. Omawiany proces ułatwia jedynie destrukcję wiązań poprzecznych, łańcuchy główne polimeru nie ulegają degradacji, dlatego też właściwości materiału po dewulkanizacji, a następnie rewulkanizacji, pozostają niezmienione. Podczas dewulkanizacji tworzą się nowe miejsca umożliwiające powstawanie wiązań poprzecznych w procesie powtórnej wulkanizacji z udziałem powszechnie stosowanych zespołów sieciujących.

7

Development of compatibilized butyl rubber nanocomposites containing dual filler system

80%

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

Elastomery

|

2010

|

tom 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.