اثر آرایش یافتگی زنجیر بر رفتار انتقال حلال در نانوکامپوزیت‌های لاستیک طبیعی- نانورس

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 2، دوره 7، شماره 3، آذر 1392، صفحه 13-27   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

هدایت اله صادقی قاری^{* 1}؛ زهرا شکوری²

¹مربی مهندسی صنایع پلیمر، دانشکده مهندسی پلیمر، واحد امیدیه، دانشگاه آزاد اسلامی، خوزستان، ایران

²مربی مهندسی صنایع پلیمر، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد امیدیه، دانشگاه آزاد اسلامی، خوزستان، ایران

چکیده

در این پژوهش اثر آرایش یافتگی زنجیرها و نانولایه‌های سیلیکاتی بر رفتار انتقال حلال در لاستیک طبیعی مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از مفهوم شبکه دوگانه، آرایش یافتگی زنجیرهای لاستیک طبیعی در حضور نانولایه‌های سیلیکاتی و هم‌چنین عدم حضور نانولایه‌های سیلیکاتی مطالعه شد. در این راستا، با اعمال کرنش کششی در مرحله پخت آمیزه‌ها، آرایش یافتگی مورد نظر در آمیزه‌ها ایجاد و اثر این آرایش یافتگی بر رفتار جذب حلال لاستیک طبیعی و نانوکامپوزیت‌های آن مطالعه شد. میزان آرایش یافتگی زنجیرهای لاستیک طبیعی با استفاده از آزمون تورم ناهمسانگرد و آزمون پراش پرتو ایکس و هم‌چنین مطالعات ریخت‌شناسی بررسی شد. ویژگی‌های انتقال حلال از جمله ضریب نفوذ، جذب و تراوایی تولوئن در لاستیک طبیعی و نانوکامپوزیت‌های آن سنجیده شد. اثر دما بر فرایند انتقال حلال در نانوکامپوزیت‌های تولیدی در گستره دمایی 25 تا 45 درجه سانتی‌گراد بررسی و وابستگی دمایی ضرایب نفوذ، تراوایی و نوع سازوکار نفوذ مشخص شد. هم‌چنین عامل‌های ترمودینامیکی از جمله انرژی فعال‌سازی، تغییرهای آنتالپی و آنتروپی برای فرایند انتقال حلال در نانوکامپوزیت‌های تولیدی بررسی شد. تغییرهای آنتالپی برای فرایند جذب حلال در لاستیک طبیعی خالص نشان دهنده غالب بودن سازوکار جذب از نوع هنری بوده، درحالی که افزودن نانورس به لاستیک طبیعی سبب تغییر سازوکار به سازوکار لانگمیر می‌شود. بر اساس رفتار انتقال حلال در لاستیک طبیعی، صورت‌بندی زنجیری و هم‌چنین ریزساختار نانوکامپوزیت‌های تولیدی به طور غیرمستقیم بررسی شد. نتیجه‌ها نشان می‌دهد که آرایش یافتگی زنجیرهای پلیمری در حضور نانورس بیشتر بوده و همین امر اثر قابل توجهی بر رفتار نفوذپذیری لاستیک طبیعی دارد.

کلیدواژه‌ها

لاستیک طبیعی؛ نانورس؛ آرایش یافتگی؛ شبکه ناهمسانگرد؛ تراوایی

مراجع

[1] Aprem, A.S.; Joseph, K.; Thomas S.; J. Appl. Polym. Sci., 91, 1068–1076, 2004.
[2] Wang, J.; Hamed, G.R.; Umetsu, K.; Roland, C.M.; Rubber Chem. Technol., 78, 76–83, 2005.

[3] Kaang, Sh.; Nah, Ch.; Polymer, 39, 2209-2214, 1998.
[4] Shah, J.; Yuan, Q.; Misra, R.D.K.; Materials Science and Engineering, A, 523, 199–206, 2009.
[5] Hamed, G.R.; Huang, M.Y.; Rubber Chem. Technol., 71, 846–860, 1998.
[6] Mott, P.H.; Roland, C.M.; Macromolecules, 2000, 33, 4132-4137
[7] Roland, C.M.; Peng, K.L.; Rubber Chem. Technol., 64, 790–800, 1991.
[8] Hamed, G.R.; Umetsu, K.; Rubber Chem. Technol., 78, 130–142, 2005.
[9] Kaang, Sh.; Gong, D.; Nah, Ch.; J. Appl. Polym. Sci., 65, 917–924, 1997.
[10] Kaang, Sh.; Nah, Ch.; Polymer, 39, 11, 2209-2214, 1998.
[11] Santangelo, P.G.; Roland, C.M.; Rubber Chem. Technol., 76, 892–898, 2004.
[12] Sadeghi-Ghari, H.; Jalali, A.A.; Shakouri, Z.; Iranian Journal of Polymer Science and Technology, 25, 2, 137-150, 2012.
[13] Jacob, A.; Kurian, P.; Aprem, A.S.; J. Appl. Polym. Sci., 108, 2623–2629, 2008.
[14] Marykutty, C.V.; Mathew, G.; Thomas, S.; Rubber Chem. Technol., 80, 809–819, 2007.
[15] Sperling, L.H.; Introduction to Physical Polymer Science, 4th ed. Wiley: New York, 472–473, 2006.
[16] Pojanavaraphan, T.; Magaraphan, R.; Eur. Polym. J., 44, 1968–1977, 2008.
[17] Shah, J.; Yuan, Q.; Misra, R.D.K.; Materials Science and Engineering A, 523, 199–206, 2009.
[18] Pojanavaraphan, T.; Schiraldi, D.A.; Magaraphan, R.; Appl. Clay Sci., 50, 271-279, 2010.
[19] George, S.C.; Thomas, S.; Prog. Polym. Sci., 26, 985-1017, 2001.
[20] Mathew, T.V.; Kuriakose, S.; Polym. Compos., 28, 15–22, 2007.
[21] Johnson, T.; Thomas, S.; polymer, 41, 7511-7522, 2000.
[22] Kader, M.A.; Bhowmick, A.K.; Polym. Eng. Sci., 43, 975-986, 2003.
[23] Sujith, A.; Unnikrishnan, G.; J. Polym. Research, 13, 171–180, 2006.
[24] Shakouri, Z.; Sadeghi-Ghari, H.; J. Appl. Researches in Chem.; Article in-Press, 2013.
[25] Pojanavaraphan, T.; Schiraldi, D.A.; Magaraphan, R.; Appl. Clay Sci., 50, 271-279, 2010.
[26] Johnson, T.; Thomas, S.; polymer, 41, 7511-7522, 2000.
[27] Igwe, I.O.; Ezeani, O.E.; International Journal of Polymer Science, Article ID: 212507, 1-11, 2012.
[28] Sadeghi-Ghari, H.; Shakouri, Z.; Iranian Journal of Polymer Science and Technology, 24 (3), 215-230, 2011.
[29] Li, Q.; Kim, N.H.; Yoo, G.H.; Lee, J.H.; Composites: Part B, 40, 218–224, 2009.
[30] Crittenden, J.; Ohlemacher, Double network formation during aging of a natural rubber vulcanizate, The University of Akron, p.H.D Thesis, 2005.
[31] Sadeghi-Ghari, H.; Shakouri, Z.; Rubber Chem. Technol., 86, 205–217, 2013.