اثردوده ‌بر ریزساختار و خواص مکانیکی اسفنج‌های لاستیکی تولید شده به  روش تک مرحله‌ای

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی پلیمر- دانشکده فنی- دانشگاه بناب- شهرستان بناب- ایران

2 دانشجوی کارشناسی- دانشکده فنی- دانشگاه بناب- شهرستان بناب- ایران

3 هیئت علمی دانشکده مهندسی شیمی- دانشکده مهندسی شیمی- دانشگاه صنعتی اصفهان- شهرستان اصفهان- ایران

4 پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران

چکیده
در این پژوهش، اسفنج­های سلول بسته لاستیک NR با درصد­های مختلف دوده توسط روش تک مرحله­ای و با استفاده از قالب­گیری فشاری تولید شده، ریخت­شناسی، خواص فیزیکی و مکانیکی آن­ها مورد بررسی قرار گرفت. چگالی اسفنج­های تولید شده در این پژوهش مستقل از درصد دوده به دست­آمد که از مزایای تولید اسفنج به روش یک مرحله­ای بوده و بر خلاف نتایج سایر مطالعات گزارش شده است. مطالعه رفتار پخت آمیزه اسفنج­ها نشان داد که افزایش دوده از مقدار 0 تا phr30 باعث افزایش مقدار پخت از mol/cm35-10 ×5/6 به mol/cm3 5-10×3/8، افزایش سرعت پخت از (/min%) 1/16 به (/min%) 2/23، کاهش زمان پخت از 2/9 به 8/5 دقیقه و هم­چنین افزایش گشتاور نهایی از 8/5 بهNm 4/10 شد. نتایج مطالعه ریز ساختار اسفنج­ها با استفاده از میکروسکوپ نوری روبشی (SEM) نشان داد که دوده به­ عنوان عامل هسته­گذار عمل کرده و چگالی سلولی را از N/cm38به N/cm3140 افزایش داده­ است. هم­چنین باعث کاهش اندازه سلول­ها از­ µm579 به µm255 شده­ است. افزایش درصد دوده در اسفنج تولید شده، باعث کاهش اندازه سلول­ها و هم­چنین افزایش خواص ماتریس لاستیکی شد. این امر به افزایش مدول و سختی اسفنج به ترتیب به میزان MPa 8/0 و shore A 40 منجر شد. رفتار جذب و انعکاس امواج صدا نشان داد که اسفنج­های لاستیکی بیش از %90 امواج صدا را منعکس کرده و حدود %10 امواج را جذب می­کنند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Effect of carbon black on morphological and mechanical properties of rubber foams produced by a single-step method

نویسندگان English

Elnaz Esmizadeh 1
Ali Vahidifar 1
Ehsan Rostami 2
Saeid Nouri Khorasani 3
Mansour Ghayoumi 2
Hossein Ali Khonakdar 4
1 Department of Polymer Science and Engineering-University of Bonab-Bonab-Iran
2 Undergraduate student-Department of Engineering-Bonab University-Bonab-Iran
3 Faculty of Chemical Engineering-Department of Chemical Engineering-Isfahan University of Technology-Isfahan-Iran
4 Iran Polymer and Petrochemical Institute
چکیده English

In this research, closed-cell natural rubber foams were produced using a single-step compression molding. The effect of carbon black content on morphology, physical and mechanical properties of the foams were examined. Results showed that in this methodology, the foam density was independent of reinforcement percentage, which is a unique characteristic of single-step foams that contrasts with other previous observations. The study of curing behavior of foam compounds showed that the carbon black increasing from 0 to 30 phr increased the crosslink density (CLD) from 6.5 to 8.3*10-5 mol/cm3, the cure rate from 16.1 to 23.2 (%/min) and the ultimate torque from 5.8 to 10.4 Nm, while, reduced curing time from 9.2 to 5.8 min. The scanning electron microscope (SEM) results showed that the reinforcement acted as a nucleation agent increasing the cell density from 8 N/cm3 to 140 N/cm3 and reducing the cell size from 579µm to 255µm. The increase of reinforcing content in the produced foams reduced the cells size and enhanced the properties of the rubber matrix. Accordingly, the modulus and hardness of the foams were increased by 0.8MPa and 40 shore A, respectively. Results of sound absorption and reflection showed that the rubber foam reflects the sound waves more than 90% and absorbs waves about 10%.

کلیدواژه‌ها English

Closed cell foam
NR rubber
Carbon black
Azodicarbonamide (ADC)
morphology