بررسي تاثير افزودن رزين فنوليك بر چسبندگي آميزه لاستيك NBR به پارچه نايلون 6و6 و ارزيابي مقاومت پيرشدگي‌آن

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي پليمر

كارشناسي ارشد

يكي از موضوعات پر چالش در صنايع لاستيك¬سازي، رفتار پيرشدگي در شرايط محيطي مختلف است. لاستيك نيتريل يا اكريلونيتريل¬بوتادين رابر (NBR) در تماس طولاني‌مدت با روغن‌ها و سوخت‌هاي هيدروكربني، دچار تورم و تغيير در ساختار شبكه پليمري مي‌شود كه منجر به افت سختي و كاهش استحكام كششي در گذر زمان خواهد شد. بنابراين استفاده از يك ماده تقويت¬كننده جهت كاهش پيرشدگي لاستيك نيتريل ضروري است. نايلون 6.6، به دليل دارا بودن خواص مكانيكي و پايداري مطلوب، در آميزه¬كاري لاستيك نيتريل به‌عنوان لايه تقويت‌كننده استفاده مي¬شود. اما ناسازگاري ميان دو ماده و عدم چسبندگي مطلوب بين آنها از جمله چالش¬هاي صنعتي است. بدين منظور در اين پژوهش، تأثير استفاده از رزين‌هاي آلكيل (وولكادور(A بر خواص فيزيكي، مكانيكي و چسبندگي آميزه‌هاي NBR مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور، فرمولاسيون‌هاي مختلفي از آميزه‌هاي لاستيك نيتريل حاوي مقادير متفاوت رزين، طراحي و پس از فرآيند اختلاط در بنبوري و پخت به روش فشاري تهيه شد. هدف از اين مطالعه، بهبود تعامل بين‌سطحي ميان زمينه لاستيكي و الياف نايلون 6.6 و ارتقاي استحكام پيوند ميان اين دو فاز بود. آزمون¬هاي مشخصه¬يابي متعددي شامل FTIR، DSC، DMTA، رئومتري، سختي، كشش و چسبندگي انجام شد. آزمون‌هاي استحكام كششي و ازدياد طول تا پارگي نشان داد كه حضور رزين در محدوده بهينه سبب بهبود استحكام مكانيكي از عددMPa 5/16 به عددMPa 3/17، بدون كاهش محسوس در انعطاف‌پذيري سامانه مي‌شود. همچنين بر اساس نتايج آزمون چسبندگي، افزودن رزين وولكادور A منجر به افزايش قطبيت سطحي، بهبود ترشوندگي و افزايش مقاومت پيوند بين لاستيك و پارچه نايلون گرديد. بررسي‌هاي حرارتي با استفاده از آزمون DSC ويژگي‌هاي پخت را آشكار ساخت و نشان داد كه رزين تأثير مستقيمي بر پايداري حرارتي آميزه دارد. تحليل طيف‌سنجي FTIR نيز بيانگر تشكيل برهم‌كنش‌هاي جديد شيميايي و فيزيكي ميان گروه‌هاي عاملي رزين و زنجيره‌هاي نيتريل زمينه NBR بود. نمونه حاوي Phr 5 از رزين در بين نمونه¬هاي مورد مطالعه از لحاظ خواص رئومتري، مكانيكي و چسبندگي به عنوان نمونه بهينه معرفي شد. اين نمونه 163% بهبود در سرعت پخت همزمان با افزايش قابل توجه در زمان برشتگي نشان داد. همچنين ميزان چسبندگي اين آميزه به نايلون 6و6 از/in lbf 4/1 به /in lbf 1/14 افزايش يافت. ميزان چسبندگي آميزه بعد از غوطه¬وري در روغن و سوخت به ترتيب معادل lbf/in 7/11 و /in lbf 52/11 به دست آمد كه نسبت به نمونه مرجع قبل از پيرشدگي مقادير مطلوبي را نشان مي¬دهد. ميزان سختي آميزه بهينه نسبت به نمونه مرجع نيز بعد از غوطه¬وري در روغن و سوخت نيز حدود 5% افزايش نشان داد. در نهايت، نتايج اين پژوهش نشان داد كه استفاده از رزين وولكادور A به‌عنوان افزودني در آميزه‌هاي NBR، راهكاري مؤثر براي بهبود همزمان خواص مكانيكي، حرارتي و چسبندگي در سامانه‌هاي لاستيكي تقويت‌شده با الياف نايلون به شمار مي‌آيد.

237617

فرآورش

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان