کاهش نفوذپذیری و افزایش مقاومت تورمی آمیزه‌های لاستیکی بر پایه لاستیک نیتریل با استفاده از نانوذره‌های کلسیم کربنات

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 8، دوره 7، شماره 1، خرداد 1392، صفحه 63-77   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

زهرا شکوری^* ؛ هدایت اله صادقی قاری

کارشناس ارشد مهندسی صنایع پلیمر، مربی، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد امیدیه، دانشگاه آزاد اسلامی، خوزستان، ایران

چکیده

در این پژوهش آمیزه لاستیکی بر پایه لاستیک نیتریل تقویت شده با نانوذره‌های کلسیم کربنات به روش درهم آمیختن مذاب تولید شد. اثر نانوذره‌های کلسیم کربنات به عنوان عامل مؤثر در تقویت مقاومت تورمی لاستیک نیتریل بررسی شد. برای بررسی فرایند انتقال حلال‌های آروماتیک در نانوکامپوزیت‌های تولیدی از آزمون تورم تعادلی در دما‌های متفاوت استفاده شد. نفوذ بنزن و تولوئن در این‌گونه نانوکامپوزیت‌ها با اهمیت بر میزان مصرف نانوکلسیم کربنات و هم‌چنین اثر دما بر فرایند انتقال تحلیل شد. عامل‌های انتقال هم‌چون ضریب نفوذ، ضریب جذب، ضریب تراوایی و نوع مکانیسم انتقال و هم‌چنین عامل‌های ترمودینامیکی هم‌چون انرژی آزاد گیبس، آنتروپی، آنتالپی و انرژی فعال‌سازی نفوذ مورد سنجش قرار گرفتند. با استفاده از تصویرهای میکروسکوپ الکترونی روبشی ریزساختار و پراکندگی نانوذره‌های کلسیم کربنات در بستر لاستیک نیتریل بررسی شد و ارتباط مناسبی میان ریزساختار تشکیل شده در نانوکامپوزیت و نتیجه‌های تجربی به‌دست آمده برقرار شد. نتیجه‌ها نشان می‌دهد که غلظت نانوذره در آمیزه‌های تهیه شده نقش تعیین کننده‌ای در مقدارهای ضرایب نفوذ، جذب و تراوایی دارد. افزایش میزان نانوذره میزان تورم نهایی نانوکامپوزیت و سرعت نفوذ حلال را کاهش می‌دهد. به ازای غلظت بهینه از نانوکلسیم کربنات می‌توان مقاومت تورمی لاستیک نیتریل را بهبود داد.

کلیدواژه‌ها

لاستیک نیتریل؛ نانوکلسیم کربنات؛ نفوذ مولکولی؛ تراوایی؛ عامل‌های ترمودینامیکی

مراجع

[1] Aminabhavi, T.M.; Khinnavar, R.S.; J. polymer, 34, 1006-1018, 1993.
[2] Schneider, N.S.; Illinger, J.L.; Cleaves, M.A.; J. Polym. Eng. Sci., 26, 1547-1554, 1986.
[3] Myers, M.E.; Abu–Isa, I.A.; J. Appl. Polym. Sci., 32, 3515-3522, 1986.
[4] Bouvier, J.M.; Gelus, M.; J. Rubber Chem. Technol., 59, 233-240, 1986.
[5] Johnson, T.; Thomas, S.; J. polymer, 41,

7511-7522, 2000.
[6] Lawandy, S.N.; Wassef, M.T.; J. Appl. Polym. Sci., 40, 323-329, 1990.
[7] Unnikrishnan, G.; Thomas, S.; J. Polym. Sci. B: Polym. Phys., 35, 725–734, 1997.
[8] Unnikrishnan, G.; Thomas, S.; J. Polymer, 35, 5504, 1994.
[9] Morrison, N.J.; Porter, M.; J. Rubber Chem. Technol., 57, 63-68, 1994.
[10] Kundu, P.P.; Choudhury, R.N.P.; Tripathy, D.K.; J. Appl. Polym. Sci., 71, 551-558, 1999.
[11] Sujith, A. Unnikrishnan, G.; J. Polym. Research, 13, 171–180, 2006.
[12] Aminabhavi, T.M.; Phayde, H.T.S.; Ortego, J.D.; Elliff, C.; Rao, A.; J. Polym. Eng., 16, 121, 1996.
[13] Varghese, H.; Bhagwan, S.S; Thomas, S.; J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys, 37, 1815–1831,1999.
[14] Asaletha, R.; Kumaran, M.G.; Thomas, S.; J. Polym. Polym. Compos., 6, 357-364, 1998.
[15] George, S.; Varughese, K.T.; Thomas, S., J. Polymer, 41, 579-584, 2000.
[16] Akporhonor, E.E.; Egwaikhide, P.A.; Okieimen, F.E.; J. Sci. Res. Essay, 2(5), 159-162, 2007.
[17] Choudalakis, S.; Gotsis, A.D.; J. Polym., 45, 967-984, 2009.
[18] Manchado, M.L.; J. Polym. Int., 52, 1070–1077, 2003.
[19] Flory, P.J.; "in Principles of Polymer Chemistry", Cornell University, Ithaca, New York, 1953.
[20] Sperling, L.H.; "Introduction to Physical Polymer Science", 4th ed., Wiley, New York, 472–473, 2006.
[21] Ismail, H.; Edyham, M.R; Wirjosentono, B.; J. Iran. Polym., 10, 377-383, 2001.
[22] Shah, J.; Yuan, Q.; Misra, R.D.K.; J. Materials Science and Engineering A, 523, 199–206, 2009.
[23] Pojanavaraphan, T.; Schiraldi, D.A.; Magaraphan, R.; J. App. Clay Sci., (Article in press).
[24] George, S.C.; Thomas, S.; J. Polym. Sci., 26, 985, 2001.
[25] Igwe, I.O.; ezeani, O.E.; J. Polym. Sci., Article ID: 212507, 1-11, 2012.
[26] Aprem, A.S.; Joseph, K.; Mathew, A.P.; Thomas, S.; J. Applied polymer Science, 78, 941-952, 2000.
[27] Hansen, C.M.; Hansen solubility parameters, a user’s data handbook, CRC, Boca Raton, 2000.
[28] Nohile, C.; Dolez, P.I.; Khanh, T.V.; J. Applied polymer Science, 110: 3926–3933, 2008.
[29] Hwang, W.G.; Wei, K.H.; Wu, C.M.; J. Polym. Eng. Sci., 46, 80–88, 2006.
[30] Mousa, A.; Kocsis, J.K.; J. Macromol. Mater. Eng., 286, 260-269 ,2001.
[31] Mathew, T.V.; Kuriakose, S.; J. Polym. Compos., 28, 15–22, 2007.
[32] Mathai, A.E.; Singh, R.P.; Thomas, S.; J. Membrane Sci., 202, 35–54, 2002.
[33] Igwe, I.O.; Ewulonu, C.M.; Igboanugo, I.; J. Applied Polymer Science, 102(2), 1985–1989, 2006.
[34] Igwe, I.O.; J. Applied Polymer Science, 104(6), 3849– 3854, 2007.
[35] Jacob, A.; Kurian, P.; Aprem, A.S.; J. Appl Polym Sci, 108, 2623–2629, 2008.
[36] Kader, M.A.; Bhowmick, A.K.; J. Polym. Eng. Sci., 43, 975-986, 2003.
[37] Sadeghi-Ghari, H.; Shakouri, Z.; J. Polymer Science and Technology, 24(3), 215-230, 2011.
[38] Siddaramaiah, S.; Roopa,; Premakumar, U.; J. Polym. 39 (17) 3925-3931, 1998.
[39] Malomo, D.; Akinlabi, A.K.; Okieimen, F.E.; Egharevba, F.; J. Chemical Industry & Chemical Engineering Quarterly, 16(1), 19−30, 2010.
[40] Li, Q.; Kim, N.H.; Yoo, G.H.; Lee, J.H; J. Composites: Part B, 40, 218–224, 2009.
[41] Pojanavaraphan, T.; Magaraphan, R.; J. Polym., 44, 1968–1977, 2008.