بررسي اثر نووالاك و چندبلور لايه‌اي گرافيت بر نفوذ استون و مقاومت گرمايي نانوكامپوزيت‌هاي برپايه لاستيك نيتريل

The Effect of Novolac and Graphite Polycrystal on Acetone Diffusion and Thermal Resistance of Nanocomposites Based on Nitrile Rubber

پيدايش محيط‌هايي با قدرت نفوذ زياد هم‌زمان با وجود سيالاتي با قدرت تخريب سامانه‌هاي پليمري، باعث شده است تا قطعه‌هايي كه در تماس با چنين محيط‌هايي قرار مي‌گيرند، به‌سرعت تغييرشكل داده يا از هم پاشيده شوند. از اين‌رو، امروزه نياز به موادي با مقاومت در برابر نفوذ سيالات توجه را به خود معطوف كرده ‌است. در اين مقاله، اثر افزايش چندبلور لايه‌اي ‌گرافيت و رزين فنولي در نانوكامپوزيت نيتريل-نووالاك-چندبلور لايه‌اي ‌گرافيت بر مقاومت در برابر نفوذ استون و نيز پايداري ‌گرمايي آن بررسي شده است. نتايج به‌دست آمده از آزمون‌هاي تورم در استون و تحليل گرمايي مكانيكي-ديناميكي (DMTA) نشان داد، نمونه‌ها پس از h 32 به %2/94 از مقدار تورم نهايي مي‌رسند. با به‌كارگيري معادله آورامي و داده‌هاي تجربي، تابعيت تورم، (m/m0)وLn، به درصد وزني نووالاك، بلورهاي لايه‌اي گرافيت و زمان به‌دست آمده است كه مقدار (m/m0)وLn، را پس از h 32 با خطا به‌طور متوسط %29/5 ارزيابي مي‌كند. افزايش درصد چندبلور لايه‌اي ‌گرافيت باعث كاهش نفوذ استون، كاهش مدول پيش از دماي انتقال شيشه‌اي و افزايش پايداري گرمايي نمونه‌ها مي‌شود. افزايش درصد نووالاك تا %35 وزني، باعث كاهش نفوذ استون، افزايش سازگاري، دماي انتقال شيشه‌اي و پايداري گرمايي نانوكامپوزيت مي‌شود. در نانوكامپوزيت داراي %45 وزني نووالاك، نتايج آزمون DMTA جدايي فاز سامانه را نشان مي‌دهد، در حالي كه با شكل‌شناسي آميزه‌ها به‌وسيله‌ ميكروسكوپ الكتروني پويشي (SEM) جدايي فاز به‌طور بسيار جزيي رخ داده است كه طي آن، بخش‌هاي گرماسخت و الاستومر سامانه از هم جدا مي‌شوند.

Developments of high diffusive environments in coincidence with emerging fluids with strong ability to destroy polymeric systems have resulted in rapid deformation and destruction of polymeric parts when in contact with such aggressive environments. Therefore, nowadays, there is a great need to develop highly resistant materials towards aggressive chemicals and harsh conditions. In this paper the effect of graphite polycrystal powders and novolac type phenolic resin has been experimentally studied towards acetone diffusion and thermal stability of polyacrylonitrile butadiene rubber/novolac/graphite polycrystal nanocomposites. The results obtained from dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and swelling in acetone showed that after 32 h samples reached to 94.2% of final swelling state. By using Avrami equation and swelling experimental data, the functionality of Ln(m/m0) to novolac and graphite polycrystal weight fraction and test duration time were evaluated. This theoretical equation evaluated and predicted the amount of Ln(m/m0) with 5.92% error after 32 h. Increases in graphite polycrystal content were followed by decreases in diffusion of acetone and modulus, before glass transition temperature, and increased thermal stability and thermal resistance of the nanocomposites. Increases in novolac content by 35 wt%, decreased glass transition temperature, thermal stability and thermal resistance of the nanocomposites. In nanocomposite, containing 45 wt% of novolac, dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) data and scanning electron microscope (SEM) images showed phase separation of thermoset and elastomer in the nanocomposite blend.