جدید هیبرید زیست توده ضد پیری پر کننده برای استایرن - Butadiene کامپوزیت لاستیک قسمت 2

لطفا تماس بگیریدoscar.xiao@wecistanche.comبرای کسب اطلاعات بیشتر

3.2. ریولوژی کامپوزیت SBR

شکل3 عکس های SEM کامپوزیت های SBR شسته و رفته و SBRsilica-s-TP را با مقدار به تدریج افزایش یافته سیلیس-اس-تی پی نشان می دهد. از مقطع شکننده SBR همانطور که در شکل 3a نشان داده شده است. مقطع ماتریس بیان مداوم و تقریبا صاف به جز چند ZnO و دیگر افزودنی های لاستیکی agglomerates. به عنوان یک نوع جدید از پر کننده لاستیک عملکردی، خواص پراکنده سیلیس-s-TP در ماتریس SBR با افزایش محتوای پرکننده به عنوان نمایش داده شده در شکل 3b-f افزایش یافته است. در مقایسه با یک ماتریس SBR شسته و رفته، مقطع شکننده کامپوزیت های SBR/silica-s-TP خشن می شود و این ریولوژی شبیه گزارش های مرتبط دیگر در مورد کامپوزیت های لاستیکی/سیلیس [۳۶-۳۸] است.اندازه آلت تناسلی مرد cistancheبدیهی است که هیچ تجمیع آشکاری در کامپوزیت های SBR/silica-s-TP به نمایش گذاشته شده وجود ندارد. حتی با افزایش مقدار اضافه شده سیلیس-اس-تی پی، پراکنده شدن پرکننده ضد پیری زیست توده در ماتریس لاستیکی نسبتاً یکنواخت و بدون تشکیل تجمیع آشکار است. علاوه بر این، مولکول های TP پیوندی نه تنها می توانند محتوای گروه های هیدروکسیل در سطح سیلیس را کاهش دهند بلکه به عنوان اسپیشر عمل می کنند تا از تجمیع ذرات سیلیس در ماتریس لاستیک [۳۹ تا ۴۱] جلوگیری کنند.

3.3. تعامل بین فعال بین پرکننده ضد پیری زیست توده و لاستیک

زنجیره های مولکولی لاستیکی دارای تیزی زنجیره بلند منحصر به فرد هستند که نسبت به شرط محلی حساس است[42]. از این رو، ریولوژی تغییرات زنجیره لاستیکی در طول فرایند انتقال شیشه را می توان با ظرفیت گرمایی SBRcomposite[43] نشان داد. منحنی های DSC کامپوزیت های SBR شسته و رفته و SBR/silica-s-TP در منطقه انتقال شیشه در شکل 4a نشان داده شده است.پودر سیستانچهمقادیر ACP نشان داده شده در شکل 4b در یک توالی منظم شسته و رفته SBR>SBR/ST-10>SBR/ST-20>SBR/ST-30>SBR/ST-40>SBR/ST-50، پیشنهاد می کند که زنجیره لاستیک بین interstice پر کننده با محتوای فزاینده سیلیس - s - TP محدود شده است ، که می دهد تاثیر قابل توجهی بر انتقال شیشه ای. واریاسیونالکسیموف کامپوزیت های SBR پر شده در شکل 4b [44] نشان داده شده است همچنین نشان می دهد که توانایی حرکت زنجیره پلیمر با افزایش مقدار ضد پیری سیلیس-s-TP کاهش می یابد. در همین حال، بازنمایی شماتیک لایه پلیمری بی حرکت بر روی سطح سیلیکا-اس-تی پی یا نانوذرات تغییر نیافته در SBR در شکل 4c,d به نمایش گذاشته شده است.

لایه پلیمری ضخیم تر بی حرکت بر روی سطح سیلیس-اس-تی پی ترکیب پرکننده زیست توده و ماتریس لاستیکی را محکم تر می کند. همچنین، با توجه به سطح ذرات پرکننده اصلاح شده توسط TP، تعامل بین صورت بهبود یافته بین پرکننده ضد پیری و ماتریس لاستیکی به ارمغان می آورد توده ای از زنجیره های مولکولی لاستیکی درهم تنیده بر روی سیلیکا - s - TPsurface ، که باعث می شود بخش زنجیره لاستیک سخت به استراحت در طول منطقه انتقال شیشه و به ظرفیت حرارت پایین تر به ارمغان بیاورد. لاور پلیمری بی حرکت فراوان یک نوع اصلاح کننده سطح برای تولید یک تعامل بین صورت پرکننده-لاستیکی شدید و افزایش خواص فیزیکی کامپوزیت های SBR/silica-s-TP [34].

3.4.مقاومت به پیری کامپوزیت SBR پر از پر کننده ضد پیری

پیری عقب ماندگی برای کاربردهای عملی تمام پلیمرها، به ویژه مواد لاستیکی با پیوندهای دو نفره کربن-کربن اشباع نشده بسیار مهم است. از آزمون های DMA برای آشکار کردن محبت پیری ترمو اکسیداتیو SBRcomposites بر روی حرکت زنجیره ای [45] استفاده شد.عصاره سالسا سیستانچهمنحنی های DMA SBR/ST-30 با زمان های مختلف پیری ترمو اکسیداتیو در شکل 5a نشان داده شده است، و ارزش اوج مماس از دست دادن (برنزه δ)در مقابل. زمان های پیری مختلف برای SBR / سیلیس - s - TP کامپوزیت در شکل 5b به نمایش گذاشته شده است. مقادیر اوج کامپوزیت های SBR/silica-s-TP با افزایش زمان پیری (شکل 5a) کاهش متوسطی داشت و اضافه کردن 30 phr از سیلیس-s-TP می توانست به کاهش حداقلی دست یابد (شکل 5b). با توجه به گروه های فراوان فنلی هیدروکسیل ناشی از پلی فنول چای پشتیبانی شده در سطح سیلیس است که می تواند رادیکال های آزاد تولید شده از شکستن زنجیره مولکولی لاستیکی در طول پیری ترمو اکسیداتیو ضبط, و بیشتر برای محدود کردن اتصال متقابل بیش از حد. با این حال، با افزایش محتوای سیلیس-اس-تی پی به ۴۰ یا ۵۰ phr، مقادیر اوج نمونه ها به شدت کاهش می یابد که احتمالاً به دلیل افزایش مقدار محتوای پرکننده سفت و سخت است که می تواند تغییر زنجیره های لاستیکی را تا حد زیادی محدود کند. از این رو، مقدار مناسبی از سیلیس-اس-تی پی می تواند با مهار رادیکال های آزاد تولید شده در طول پیری ترمو اکسیداتیو [45]، حفاظت طولانی مدت را فراهم کند.

برای بررسی اثر پخش نانوفیلر ضد پیری بیوماس سیلیس-اس-تی پی در ماتریس لاستیک بر ضد پیری طولانی مدت، از آزمایش های XPS برای مشاهده فرایند انتشار اکسیژن کامپوزیت های SBR/silica-s-TP با محتوای پرکننده مختلف پس از زمان پیری تجمعی استفاده شد.ساقه سیستانچهطیف XPS SBR/ST-30 در هنگام پیری به ترتیب در صفر، پنج، هفت و نه روز در شکل 5c نشان داده شده است. نسبت مولر مربوطه O/C برای کامپوزیت های SBR/silica-s-TP با زمان های پیری مختلف در شکل 5d نشان داده شده است. سازگار با نتایج تجزیه و تحلیل مکانیکی پویا بالا، افزایش نسبت O/C برای SBR/ST-30 کمترین را نشان می دهد، آشکار کردن حفاظت آنتی اکسیدانی طولانی مدت برای ماتریس SBR با اضافه کردن 30 پرکننده ضد پیری زیست توده phr به دست می آورد.

لطفا برای دانستن اطلاعات بیشتر اینجا را کلیک کنید

به عنوان یک نوع جدید پرکننده ضد پیری، خواص ضد پیری و تقویت کننده ترکیب مستقیم سیلیس-اس-تی پی در ماتریس لاستیکی از عوامل بسیار مهمی برای ارزیابی عملکرد آن هستند. از این رو، خواص ضد پیری کامپوزیت های SBR/silica-s-TP با مقایسه تغییرات خواص مکانیکی در طول پیری حرارتی-اکسیداتیو در 100 درجه سانتی گراد به تدریج افزایش روز به عنوان در شکل 6 نشان داده شده ارزیابی شد. قبل از پیری حرارتی- اکسیداتیو، قدرت کششی کامپوزیت های لاستیکی به تدریج با افزایش مقدار پرکننده زیست توده ضد پیری افزایش یافته بود (شکل ba).مزایای سیستانچه توبولوسا و عوارض جانبیدر مقایسه با SBR پر نشده، قدرت کششی SBR/ST-50 تقریباً افزایش چهار برابری دارد و به احتمال بسیار زیاد به تعامل بین صورت پرکننده لاستیک افزایش یافته و عملکرد تقویت کننده عالی سیلیس-اس-تی پی به عنوان پرکننده زیست توده در ماتریس لاستیکی نسبت داده می شود. پس از پیری حرارتی- اکسیداتیو، ترکیب مجدد زنجیره لاستیک کوتاه شکسته باعث افزایش تدریجی چگالی کراس لینک تمام SBRcomposites (شکل 6b)[46].

سیستانچه می تواند ضد پیری

برای کندترین افزایش چگالی کراس لینک SBR/ST-30 می توان نتیجه گرفت که ۳۰ phr اثر ضد پیری سیلیس-اس-تی پی در ماتریس لاستیکی بسیار عالی است. علاوه بر این، حفظ خواص مکانیکی کامپوزیت های SBR/silica-s-TP ارزیابی مستقیمی از فرایند پیری نشان داده است: مقاومت اکسیداسیون تمام نمونه های SBR در طول گسترش زمان پیری حرارتی-اکسیداتیو کاهش می یابد و منجر به کاهش قابل توجهی در استحکام کششی و کشیده شدن در زمان استراحت به عنوان در شکل 6c،d نشان داده شده است. به طور خاص، میزان کاهش کامپوزیت SBR/ST-30 کندترین است، و نرخ رستگاری قدرت کششی می تواند بالاتر از ۸۰٪ باقی بماند و کشیدش نسبی در استراحت را می توان پس از ۹ روز پیری بالاتر از ۷۵٪ نگه داشت. این نشان می دهد که ترکیب 30 phr silica-s-TP به ماتریس لاستیک ارائه می دهد یک فعالیت طولانی مدت ضد پیری است که عقب مانده روند پیری. علاوه بر این، مکانیسم سیلیس-اس-تی پی در ماتریس لاستیکی برای جلوگیری از پیری حرارتی-اکسیداتیو و UVirradiation در شکل 6e به نمایش گذاشته شده است. ساختار پرکننده ضد پیری زیست توده احتمالاً شبیه به آنتی اکسیدان فنولیک مانع شده است. هنگامی که نمونه SBR/silica-s-TP در معرض اکسیداسیون حرارتی یا تابش UV قرار گرفت، گروه هیدروکسیل فنلی مانع در سطح سیلیس-اس-تی پی بسیار ناپایدار و آسان برای از دست دادن الکترون ها است، و هر اکسی رادکال تشکیل شده توسط شکست زنجیره مولکولی لاستیکی را می توان به سرعت اسیر کرد که منجر به حذف رادیکال آزاد می شود. بنابراین آنتی اکسیدان زیست توده سیلیس-اس-تی پی نه تنها نمی تواند به طور مؤثری اموال ضد پیری لاستیک را بهبود بخشد، بلکه اموال فیزیکی-مکانیکی ماتریس لاستیکی را به عنوان نوعی نانوفیلر زیست توده تقویت می کند.

شکل 7a، و b نمایشگاه حفظ قدرت کششی و کشیده شدن در شکستن برای ورق SBR / سیلیس s-TP پس از UVaging به مدت یک، دو، و سه روز. بدیهی است که ماورای بنفش تاثیر حیاتی بر عملکرد مکانیکی تمام نمونه های SBR/silica-s-TP داشت. با افزایش زمان پیری UV، به دلیل تکه تکه شدن زنجیره های ماکرومولکولی لاستیکی، رستگاری های استحکام کششی و کشیده شدن در شکستن کامپوزیت های SBR/silica-s-TP به سرعت کاهش یافت. با این حال، با افزایش محتوای فیلترهای زیست توده ضد پیری، ترکیب کامپوزیت های SBR سیلیس-اس-تی پی کارایی مقاومت پیری ترجیحی را در طول قرار گرفتن در معرض فرابنفش بلند مدت به نمایش گذاشتند. جای تعجب نیست که قدرت کششی و کشیده شدن در شکستن کامپوزیت SBR/ST-30 هر دو در 55 درصد و 77 درصد باقی می مانند و کارایی عالی ضد پیری UV سیلیس-اس-تی پی را اثبات می کنند. عکس های نوری سطح کامپوزیت SBR پس از سه روز در معرض اشعه ماوراء بنفش در شکل 7c-g نمایش داده می شوند. برای SBR گنجانیده شده با محتوای سیلیس s-TP بیش از 20 کامپوزیت phr, ترک کم عمق و قطع. در عکس، ترک های عمیق و پیوسته بر روی سطح کامپوزیت شناسایی می شوند که با محتوای پایین تر سیلیس-اس-تی پی گنجانیده شده است. به احتمال زیاد به دلیل محتوای بالاتر سیلیس-اس-تی پی فراوانی TP را در این کامپوزیت ها به ارمغان می آورد تا از رشد ترک ها به همراه پلیمرها جلوگیری شود. همانطور که Figure7h نشان داد، تراکم ترک هر نمونه تمایل کاهش شدید پس از اضافه کردن محتوای پرکننده بیش از 20phr در هر لاستیک 100 phr را نشان می دهد. ترک های رو به رشد در فرایند واکنش به دلیل مواجه شدن با ذرات بی اثر خاتمه خواهند یافت و ترک ها تنها با شکستن یا صرف نظر کردن از ذرات بی اثر [۴۶] امکان گسترش بیشتر وجود دارد. از این رو، TP بی حرکت سیلیس در اعتدال، توزیع پایدارتر و همگن تر پرکننده ضد پیری زیست توده در ماتریس SBR را تضمین کرد و به ویژگی برجسته ضد پیری نسبت به نمونه های پرکننده ناکافی افزایش یافت.

4. نتیجه گیری

به طور خلاصه، یک نانوفیلر ضد پیری زیست توده هیبریدی جدید برای بهبود پایداری حرارتی-اکسیداتیو و مقاومت UVaging SBR بدون اضافه کردن دیگر آنتی اکسیدان های سنتی مولکول کوچک گزارش شده است، به حساب پلی فنول های چای سبز بی حرکت در سطح سیلیس. عملکرد سطح سیلیکا با TP نشان داد که ویژگی مطلوب از نمایشگاه بهبود ثبات حرارتی- اکسیداتیو، به خصوص اضافه کردن 30 phr سیلیکا- s-TP به ماتریس SBR. علاوه بر این، با افزایش محتوای سیلیس-اس-تی پی، به تدریج اموال مقاومت پیری فرابنفش افزایش یافته است. بر خلاف آنتی اکسیدان مولکول پایین سنتی، سیلیس-اس-تی پی نه تنها پراکنده پرکننده برجسته، و تعامل بین مالی لاستیک پرکننده را نشان داده است، بلکه بهبود ثبات و نوسانات را نیز به نمایش گذاشته است. نتایج همچنین ارائه الهام بخش برای استفاده از مواد ضد پیری زیست توده در لاستیک سبز، افزودنی های لاستیک سازگار با محیط زیست، و مناطق نانوفیلر عملکردی.

این مقاله از مواد استخراج 2020, 13, 4045; doi:10.3390/ma13184045 www.mdpi.com/journal/materials