مطالعه خواص آميخته SBR/ENR50 داراي پركننده دوتايي نانوخاك‌رس و دوده پخت شده با پرتو الكتروني

The Properties of SBR/ENR50 Blend Containing Nanoclay/Carbon Black Dual Filler System Cured by Electron Beam

در اين پژوهش، نانوكامپوزيت­‌هاي برپايه آميخته لاستيكي SBR/ENR50با تركيب درصد 50/50 داراي 5 و 10phr نانوخاك­‌رس (كلويزيت15A) و نيز دو نوع تقويت ­كننده نانوخاك­ رس و20phr دوده با روش اختلاط مذاب تهيه شدند. آميخته­‌هاي لاستيكي به­ وسيله­ فرايند پرتو الكتروني در دوزهاي پرتودهي 50 و 100kGy شبكه­‌اي شدند. براي مقايسه،­ نمونه مرجع با 35phr دوده در سامانه پخت گوگردي معمولي تهيه شد. مقدار ژل­‌شدن نمونه­‌ها با اندازه‌ گيري كسر ژلي مشخص شد. نتايج نشان داد، نمونه­ داراي 5phr نانوخاك­‌رس و20phr دوده داراي بيشترين مقدار كسر ژلي است. خواص ديناميكي- مكانيكي شامل مدول ذخيره، مدول اتلاف و ضريب اتلاف نمونه‌­ها با استفاده از آزمون ديناميكي- مكانيكي (DMA) ارزيابي شد. نتايج نشان داد، گرچه پراكنش مناسب در نمونه­ داراي 10phr نانوخاك­‌رس و20phr دوده وجود دارد. اما، كاهش بيشينه ضريب اتلاف در نمونه­ داراي 5phr نانوخاك­رس و20phr دوده در دوز پرتودهي 100kGy نسبت به نمونه مرجع مشهود است. در حالي كه مدول ذخيره نمونه مرجع از اين نمونه بيشتر است. خواص مكانيكي مانند استحكام كششي، تنش در ازدياد طول‌هاي 200،100 و %300 و درصد ازدياد طول نمونه‌­ها با استفاده از دستگاه كشش ارزيابي شد. نتايج خواص مكانيكي شامل افزايش استحكام كششي و تنش در ازدياد طول­‌هاي مختلف در نمونه داراي 5phr نانوخاك­‌رس و 20phr دوده نسبت به نمونه مرجع نتايج پيشين را تاييد كرد. در تصاوير SEM مربوط به نمونه­‌هاي داراي دو پركننده دوده و نانوخاك­‌رس در دوز پرتودهي 100kGy زبري سطح بيشتري مشاهده شد.

Nanocomposites based on an SBR/ENR50 rubber blend with the blend ratio of 50/50 using Cloisite 15A nanoclay (5 and 10 phr)) and carbon black (20 phr) were prepared by melt mixing process. The rubber compounds were crosslinked by electron beam irradiation process at 50 and 100 kGy doses. A reference sample containing carbon black at 35 phr was prepared using a conventional sulphur curing system. The gel content of the samples was specified using gel fraction measurement. The results showed the maximum gel content for the sample having 5 phr nanoclay and 20 phr carbon black. The dynamic mechanical properties, including the storage modulus, loss modulus, and loss factor, of the nanocomposites were evaluated using dynamic mechanical analysis (DMA) tests. The results indicated that, in spite of a well dispersed nanoclay in samples containing 10 phr nanoclay and 20 phr carbon black, a minimum loss factor was observed in the sample containing 5 phr nanoclay and 20 phr carbon black at 100 kGy. On the other hand, the storage modulus of the reference sample was found to be higher than that of the sample with 5 phr nanoclay and 20 phr carbon black. The mechanical properties, including the tensile strength, stress at 100%, 200%, and 300% elongation and the percentage of elongation were measured by a tensile machine. The results showed an increase in tensile strength and the stress at different elongations for a sample with 5 phr nanoclay and 20 phr carbon black compared to the reference sample. In the corresponding SEM images of the samples having nanoclay and carbon black irradiated at 100 kGy a significantly higher surface roughness was observed.