Skip to main content
SUPERVISOR
امید معینی جزنی (استاد راهنما) محمود معصومی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Nastaran Shahzadeh
نسترن شاهزاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Preparation of Polypropylene/Chemically Modified Ground Rubber Tire and Investigation the Influence of Effective Parameters on Its Mechanical Properties
Keywords: Thermoplastic elastomer; Poly propylene; Compatibilizer; Ground rubber tire In this research, it has been discussed about the preparation and investigation of mechanical properties of polypropylene/ground rubber tire blend. The Polypropylene grafted with maleic anhydride (PP-g-MA) and styrene ethylene butylene styrene grafted with maleic anhydride (SEBS-g-MA) as compatibilizer has been used in blending of components. The chemical modification of the ground rubber tire surface by acrylamide monomer was also used to improve interface between the components and enhance the mechanical properties of the blend. The effect of desired compatibilizers and surface chemical modification of ground rubber tire on the mechanical properties and morphology of the samples was analyzed. In order to determine the elastomer composition in the structure of ground rubber tire as well as weight fractions of its components, Pyrolysis-FTIR and TGA-DTG analysis was used, respectively. FTIR-ATR analysis was used to demonstrate the grafting of acrylamide monomer on the ground rubber tire surface. The tensile strength, young module, strain at break and impact strength was measured as the mechanical properties of the blend. The whole samples in the internal mixer were provided at 190 ?C and 60 rpm. The Blends of PP/GRT in the ratio of 90/10, 80/20, 70/30 and 60/40 were prepared. The results demonstrated that increasing the amount of tire powder causes tensile strength and young module to be decreased whereas strain at break and impact strength of the blends are increased. In binary blends PP/GRT, increasing GRT due to increasing elastomeric phase, module decreased and elongation of the blend increased whereas due to poor adhesion of the blend components, the tensile strength was reduced. Using of PP-g-MA compatibilizer improved the compatibility between ground rubber tire and polypropylene. Although the amount of the compatibility due to the brittle nature of the PP-g-MA and loss of mechanical properties during the process of grafting MA onto polypropylene is not significant. In this research, values of about 5% wt PP-g-MA increased the strain at break but increasing to amount of 10% wt led to decrease in toughness. SEBS-g-MA compatibilizer provided better effects of compatibility comparing PP-g-MA in the PP/GRT blend. By increasing SEBS-g-MA, the tensile strength and modulus of blends decreased but elongation at break was increased. In the SEBS-g-MA structure, rubber segments have great influence on the toughness of PP/GRT blends. Chemical modification of the tire particles surface by acrylamide monomer and preparing the reaction of acrylamide with maleic anhydride on the compatibilizer surface, led to increasing all the mechanical properties through reinforcement of the interface components. Increasing the compatibility in this method led to increase tensile strength, modulus and elongation at break comparing the unmodified blend composition containing either PP-g-MA or SEBS-g-MA. In samples containing compatibilizer PP-g-MA and SEBS-g-MA, the functionalization of tire particles led to improving about 12-14% in the tensile strength. Also, the elongation of the blends about 90-110% was improved. The impact strength of PP/GRT by increasing ground rubber tire due to the nature of the tire powder elasticity was increased. The presence of the compatibilizers PP-g-MA and SEBS-g-MA increased the impact strength of the blend in comparison to the blends without the compatibilizer. The impact strength in three components blends using tire particles functionalized by acrylamide was improved up to 20 %. Scanning electron microscopy images confirmed the effect of compatibilizers presence and the modification of tire particles surface on morphology of the blends and its mechanism in improving the mechanical properties.
در این پژوهش، به تهیه و بررسی خواص مکانیکی آمیزه پلی پروپیلن/ پودر تایر آسیابی پرداخته شده است. از پلی پروپیلن پیوند زده شده با مالئیک انیدرید ( PP-g-MA ) و استایرن اتیلن بوتیلن استایرن پیوند زده شده با مالئیک انیدرید ( SEBS-g-MA ) به عنوان سازگارکننده در اجزای آمیزه استفاده شده است. همچنین از اصلاح شیمیایی سطح پودر تایر آسیابی به روش پیوند زنی مونومر آکریل آمید جهت بهبود فصل مشترک اجزا و بهبود خواص مکانیکی آمیزه استفاده گردید. تأثیر سازگارکننده های مورد نظر و اصلاح شیمیایی سطح ذرات تایر بر خواص مکانیکی و ریخت شناسی نمونه ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. . به منظور تعیین ترکیبات الاستومر در ساختار پودر تایر آسیابی و همچنین تعیین درصد وزنی ترکیبات موجود در آن، به ترتیب از آزمون Pyrolysis-FTIR و آزمون TGA-DTG استفاده شد. از آزمون FTIR-ATR به منظور اثبات فرآیند پیوند زنی مونومر آکریل آمید در سطح پودر تایر آسیابی استفاده شد. استحکام کششی، مدول یانگ، کرنش شکست و استحکام ضربه به عنوان خواص مکانیکی آمیزه ها اندازه گیری شد. کلیه نمونه ها در مخلوط کن داخلی در دمای C ?190 و دور rpm 60 تهیه شدند. آمیزه های PP/GRT در نسبت های 10/90، 20/80، 30/70 و 40/60 تهیه گردیدند. نتایج نشان دادند که با افزایش مقدار پودر تایر، استحکام کششی و مدول یانگ کاهش در حالیکه کرنش شکست و استحکام ضربه آمیزه ها افزایش می یابد. در آمیزه های دوتایی PP/GRT ، با افزایش GRT به دلیل افزایش فاز الاستومری، مدول کاهش ولی ازدیاد طول ترکیب افزایش یافت در حالیکه به دلیل چسبندگی ضعیف اجزای آلیاژ، استحکام کششی کاهش پیدا کرد. استفاده از سازگار کننده PP-g-MA سبب بهبود سازگاری بین ذرات GRT و پلی پروپیلن گردید. اگرچه میزان این سازگاری به دلیل ماهیت ترد PP-g-MA و افت خواص مکانیکی آن در طول فرآیند پیوند زنی MA بر روی پلی پروپیلن قابل توجه نمی باشد. در این پژوهش مقادیر حدود %5 وزنی PP-g-MA موجب افزایش کرنش شکست شد اما افزایش این مقدار به % 10 وزنی منجربه کاهش چقرمگی آمیزه گردید. سازگار کننده SEBS-g-MA اثرات سازگارکنندگی بهتری در مقایسه با PP-g-MA در آلیاژ PP/GRT به همراه داشت. با افزایش این سازگارکننده، استحکام کششی ومدول کاهش ولی ازدیاد طول آمیزه افزایش یافت. تکه های رابری در ساختار SEBS-g-MA تأثیر به سزایی بر چقرمگی آمیزه های PP/GRT دارند. اصلاح شیمیایی سطح ذرات تایر توسط مونومر آکریل آمید و فراهم آوردن امکان واکنش آکریل آمید با مالئیک انیدرید در سطح سازگار کننده، منجر به افزایش کلیه خواص مکانیکی از طریق تقویت فصل مشترک اجزای آمیزه شد. در نمونه های حاوی سازگارکننده PP-g-MA و SEBS-g-MA عامل دار کردن ذرات پودر تایر آسیابی منجر به بهبودحدود %14-12 در استحکام کششی شد. همچنین ازدیاد طول آلیاژها در حدود %110-90 بهبود پیدا کرد. استحکام ضربه آمیزه های PP/GRT با افزایش پودر تایر آسیابی به دلیل ماهیت لاستیکی ذرات تایر افزایش یافت. حضور دو سازگار کننده PP-g-MA و SEBS-g-MA سبب افزایش استحکام ضربه آلیاژ نسبت به حالت بدون سازگارکننده گردید. میزان مقاومت به ضربه ترکیب های 3 تایی در حالت بکارگیری از ذرات پودر تایر آسیابی عامل دار شده با آکریل آمید حدود 20% بهبود یافت. تصاویر میکروسکوپ الکترونی نیز تأثیر حضور سازگارکننده ها و اصلاح شیمیایی سطح ذرات تایر بر مورفولوژی آمیزه ها و مکانیزم آن در بهبود خواص مکانیکی را تایید نمود. کلمات کلیدی: ترموپلاستیک الاستومر، پلی پروپیلن، سازگارکننده، پودر تایر آسیابی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی