بهبود خواص واشرهای حلقه‌ای مورد استفاده در سامانه‌های هیدرولیک بر پایه لاستیک آکریلونیتریل بوتادین با استفاده از نانورس

نویسندگان

پژوهشکده فرایند، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران

چکیده
واشرهای حلقه­ای مقاوم به روغن­های هیدرولیک بر پایه لاستیک آکریلونیتریل بوتادین(NBR) تقویت شده با نانورس(Nanoclay) مطابق با استاندارد هوایی Aerospace Material Specification (AMS) 7272 تولید شدند. تولید نانوکامپوزیت ها شامل مراحل آمیزه­سازی و تهیه نانوکامپوزیت با خواص بهینه از نظر حداقل مقدار دوده مورد مصرف، حداقل مقدار نانورس، بالاترین خواص مکانیکی مطابق با استاندارد مذکور، سپس طراحی و ساخت قالب و در نهایت تولید صنعتی آن است. در مرحله آمیزه­سازی، نانوکامپوزیت برپایه لاستیک و نانورس از نظر خواص مکانیکی و ریخت­شناسی با استفاده از عامل سازگارکننده رزورسینول و هگزامتیلن تترامین و استفاده از روش پیمانه اصلی(Master batch) برای اختلاط، بهینه شد. به منظور بررسی تأثیر عامل سازگارکننده و شرایط اختلاط از روش های شناسایی تحلیل اشعه ایکس، منحنی­های پخت و آزمون­های خواص مکانیکی استفاده شد. نتایج تحلیل اشعه ایکس نشان دادند که عامل سازگارکننده با استفاده از برهم­کنش با زمینه لاستیکی و ذرات نانورس موجب تسهیل نفوذ زنجیرهای لاستیک در میان صفحات سیلیکاتی شده و پراکنش آن­ها را در فاز زمینه بهتر می­کند. نتایج پخت نانوکامپوزیت نشان داد که افزودن نانورس به لاستیک اکریلونیتریل بوتادین موجب کاهش زمان برشتگی و افزایش سرعت پخت می­شود. همچنین نتایج نشان داد که عامل سازگارکننده به دلیل بهبود پراکنش نانورس در زمینه لاستیکی موجب کاهش بیشتر در زمان برشتگی و افزایش سرعت پخت لاستیک می­شود. در نتیجه نانوکامپوزیت­های حاوی سازگارکننده نسبت به نانوکامپوزیت های مشابه معمولی، استحکام مکانیکی بالاتر، به ویژه در ازدیاد طول­های بالا نشان می­دهند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Mechanical properties improvements of O-rings manufacturing for hydraulic systems on the basis of acrylonitrile butadiene rubber through using nanoclays

نویسندگان English

Seyed Mohamad Reza Paran
Ghasem Naderi
Mir hamidreza Ghoreishy
Department of Polymer Processing, Iran Polymer and Petrochemical Institute
چکیده English

Oil resistant o-rings on the basis of acrylonitrile butadiene rubber (NBR) reinforced by nanoclay were produced via a traditional industrial method in accordance with aviation standard, AMS 7272. The production of nanocomposites comprised the compounding of nanocomposite with optimum mechanical properties and minimum contents of used carbon black and nanoclay, design and manufacturing of the required mold and finally compression molding of the oring. Mechanical and morphological properties of NBR/nanoclay compounds were optimized by introduction of proper contents of a compatibilizer containing a mixture of resorcinol and hexamethylene tetramine through using a master batch production method. The prepared nanocomposites were characterized using X-ray diffraction (XRD) analysis, curing measurements and tensile test analysis. The XRD analysis showed that the compatibilizer facilitates the intercalation of nanoclay silicate layers with the rubber chains which leads to the increase of their basal spacing. The cure characteristics of the nanocomposites showed a decrease of scorch time and increase the cure rate index with the nanoclay loadings. Furthermore, the minimum scorch time and maximum cure rate index could be achieved through using the appropriate content of compatibilizer. The results exhibit that the nanocomposites containing the compatibilizer have higher mechanical properties especially at higher deformations compared to the corresponding uncompatibilized nanocomposites

کلیدواژه‌ها English

Hydraulic o-rings
Nanocomposites
acrylonitrile butadiene
Nanoclay
compatibilizer