Skip to main content
SUPERVISOR
Roohollah Bagheri
روح اله باقری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mostafa Khaleghi esfahani
مصطفی خالقی اصفهانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Effect of silicon nano fiber with CB on mechanical properties of NR/BR rubber
In order to improved the abrasion resistane of rubber, The BR/NR/ silicone nano fiber/ N-339 CB composites were prepared. Untreated silicone nano fiber (USF) normally were in the form of seprated fiber that have 50-80 nm diameter with hydrophilic surface . In order to investigated reinforcing effect of silicon nano fiber the series of the BR/NR/ silicone nano fiber composite were prepared with various silicone nano fiber content loading from 1.0 to 5.0 phr. The results of mechanical properties measurement showed that tensile strength and elongation at break of rubber were improved significantly when USF content was less than 3 phr. The tensile strength and elongation at break of composite with only 3 phr of USF were improved by 100% compared to pure rubber (without USF and CB). It showed silicon nano fiber has good reinforcment effect with low content. SEM characterization of these samples showed that USF was agglomerated in rubber matrix because of their hydrophilic surface. These agglomerates had spherical shape with 20-40 Mm stimated diameter. The series of samples filled with 3 phr USF and various CB content loading from 40 to 60 phr were prepared and were compared with similar samples without USF. The results of mechanical properties measurement showed that abrasion resistance of BR/NR/USF/CB composites compared to BR/NR/CB composites ,15% were improved . In order to create chemical bond between hydrophilic surface of USF and hydrophobic BR/NR rubber , surface modification of USF was done with silane coupling agent (TESPT) via two step method .The sample that filled with 3 phr treated silicone nano fiber (TSF) was prepared . Tensile strength and elongation at break of the rubber only filled with 3 phr TSF were improved by 60% and 200%, respectivity compared to pure rubber. Bonding between silicone nano fiber and polymer chain by TESPT, caused improvement in rubber elongation. Finally samples filled with TSF and 40-60 phr CB was made and 10% improvement in abrasion resistance was observed because of the increase in the elongation of samples compared to the similar USF samples . Keywords: abrasion resistance, silicone nano fiber, TESPT, carbon black, BR/NR
بهبود خواص مکانیکی لاستیک ها به ویژه مقاومت سایشی آنها از اهمیت بالایی در صنعت لاستیک برخوردار است . برای این منظور از ترکیب نانو مواد به همراه دوده بسیار استفاده شده است . در این پژوهش از ترکیب یک نانو مواد جدید لیفی شکل یعنی نانو الیاف سیلیکونی به همراه دوده در رابر BR/NR استفاده شده است . نانو الیاف سیلیکونی اصلاح نشده دارای سطحی آب دوست و به صورت الیاف مجزای در هم تنیده شده با قطر 80-50 نانومتر می باشند . به منظور بررسی اثر تقویت کنندگی این نانو الیاف سیلیکونی اصلاح سطح نشده ، نمونه های لاستیک BR/NR حاوی phr5-0 از آنها تهیه شد و بهبود 100 درصدی استحکام کششی و ازدیاد طول لاستیک نسبت به نمونه لاستیک خام BR/NR در phr3 مشاهده گردید . افزایش مقدار بارگذاری نانو الیاف سیلیکونی اصلاح نشده تا phr5 منجر به افت در خواص کششی لاستیک BR/NR شده است . تصاویر SEM مبین کلوخه ای شدن نانو الیاف سیلیکونی اصلاح نشده در ماتریس رابری R/NR به علت تفاوت ماهیت سطح آنها می باشد . این کلوخه ها ،کروی شکل بوده و دارای قطر تقریبی 40-20 میکرومتر می باشند . سه نمونه بر پایه رابرخام BR/NR ، حاوی phr3 از نانو الیاف سیلیکونی اصلاح نشده به همراه phr 60-40 از دوده 339 در یک میکسر داخلی با شرایط اختلاط یکسان تهیه شده و با نمونه های مشابه از نظر شرایط اختلاط و فرمولاسیون ولی بدون نانو الیاف سیلیکونی اصلاح نشده مورد مقایسه قرار گرفت . نتایج حاکی از بهبود 15 درصدی مقاومت سایشی نمونه های حاوی نانو الیاف سیلیکونی اصلاح نشده و دوده 339 نسبت به نمونه های مشابه بدون نانو الیاف سیلیکونی اصلاح نشده می باشد . به منظور ایجاد برهمکنش مناسب بین نانو الیاف سیلیکونی اصلاح نشده آب دوست و ماتریس رابری BR/NR آب گریز ، فرآیند اصلاح سطح نانو الیاف سیلیکونی توسط عامل جفت کننده سیلانی TESPT ( بیس]3 - ( تری اتوکسی سیلیل) پروپیل [ پلی سولفاید ) به روش دو مرحله ای انجام گردید . نمونه لاستیک BR/NR حاوی phr 3 از نانو الیاف سیلیکونی اصلاح شده در شرایط اختلاط مشابه نمونه های قبل تهیه گردید و نتایج حاکی از بهبود 60 درصدی استحکام کششی و 200 درصدی ازدیاد طول آن نسبت به نمونه لاستیک خام BR/NR می باشد . اتصال ایجاد شده بین نانوالیاف سیلیکونی و زنجیرهای پلیمری از طریق TESPT ، منجر به چنین بهبودی در ازدیاد طول لاستیک BR/NR شده است . در انتها نمونه های بر پایه رابر خام BR/NR حاوی phr3 از نانو الیاف سیلیکونی اصلاح شده به همراه phr60-40 دوده 339 در شرایط اختلاط مشابه نمونه های قبل تهیه گردید و بهبود 10 درصدی مقاومت سایشی آنها به علت افزایش قابل ملاحظه در ازدیاد طول نمونه ها نسبت به نمونه های مشابه با نانو الیاف سیلیکونی اصلاح نشده مشاهده گردید . کلمات کلیدی : مقاومت سایشی ، نانوالیاف سیلیکونی ، TESPT ، دوده 339 ، اثر ترکیبی ، رابر BR/NR ، خواص مکانیکی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی