Abstract Natural rubber grafted maleic anhydride (NR-g-MAH) was synthesized by mixing maleic anhydride (MAH) and natural rubber (NR) in solid state in a torque rheometer using dicumyl peroxide (DCP) as initiator. Then the self-prepared NR-g-MAH was used as a compatibilizer in the natural rubber/short nylon fiber composites. Both the functionalization of NR with MAH and the reaction between the modified rubber and the nylon fiber were confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Composites with different nylon short fiber loadings (0, 5, 10, 15 and 20 phr) were compounded on a two-roll mill, and the effects of the NR-g-MAH on the tensile and thermal properties, fiber-rubber interaction, as well as the morphology of the natural rubber/short nylon fiber composites were investigated. At equal fiber loading, the NR-g-MAH compatibilized NR/short nylon fiber composites showed improved tensile properties, especially the tensile modulus at 100% strain which was about 1.5 times that of the corresponding un-compatibilized ones. The equilibrium swelling tests proved that the incorporation of NR-g-MAH increased the interaction between the nylon fibers and the NR matrix. The crosslink density measured with NMR techniques showed that the NR-g-MAH compatiblized composites had lower total crosslink density. The glass transition temperatures of the compatibilized composites were about 1 K higher than that of the corresponding un-compabilized ones. Morphology analysis of the NR/short nylon fiber composites confirmed NR-g-MAH improved interfacial bonding between the NR matrix and the nylon fibers. All these results signified that the NR-g-MAH could act as a good compatilizer of NR/short nylon fiber composites and had a potential for wide use considering its easy to be prepared and compounded with the composites.
Keywords: Natural rubber; Maleic anhydride; Graft; Natural rubber/short nylon fiber composite.
INTRODUCTION Since 1990’s, short fiber reinforced rubber composites (SFRC) have gained considerable attention as a viable alternative of the long fiber reinforced and particle filled rubber composites[1−4]. Short fibers can be easily incorporated into the rubber compound along with other ingredients by normal rubber processing operations such as extrusion, calendaring, compression molding, injection molding et al[5]. The composites can exhibit the combined behavior of soft, elastic rubber matrix and stiff, strong fibrous fillers. The main drawback of SFRC is the incompatibility between hydrophilic fiber and hydrophobic rubber matrix, which causes weak interface and poor properties. Attempts have been made to overcome this drawback by using various coupling agents or bonding agent[6−8] and pre-treatment of the fibers with suitable chemicals
บทคัดย่อยางธรรมชาติกราฟต์แอนไฮอัตราส่วน (NR-g-MAH) ถูกสังเคราะห์โดยการผสมสารประกอบอัตราส่วน (MAH) และยางธรรมชาติ (NR) ในสถานะของแข็งใน Rheometer แรงบิดโดยใช้ dicumyl เปอร์ออกไซด์ (DCP) เป็นผู้ริเริ่ม แล้วตัวเองเตรียม NR-g-MAH ถูกใช้เป็นความเข้ากันได้ในยางธรรมชาติ / ไนลอนสั้นคอมโพสิตไฟเบอร์ ทั้งสองหมู่ฟังก์ชันของยางธรรมชาติกับม้าและปฏิกิริยาระหว่างยางแก้ไขและเส้นใยไนล่อนที่ได้รับการยืนยันโดยการแปลงฟูริเยอินฟราเรด (FTIR) คอมโพสิตด้วยไนลอนที่แตกต่างกันเติมเส้นใยสั้น (0, 5, 10, 15 และ 20 PHR) ถูกเด้งในโรงงานสองม้วนและผลกระทบของ NR-G-MAH บนแรงดึงและสมบัติทางความร้อนปฏิสัมพันธ์ใยยาง เช่นเดียวกับลักษณะทางสัณฐานวิทยาของยางธรรมชาติ / คอมโพสิตเส้นใยไนล่อนสั้นถูกตรวจสอบ ที่โหลดใยเท่ากัน NR-G-MAH compatibilized NR / สั้นไนลอนคอมโพสิตใยแสดงให้เห็นสมบัติแรงดึงที่ดีขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งโมดูลัสแรงดึงที่สายพันธุ์ 100% ซึ่งเป็นประมาณ 1.5 เท่าของคนที่เกี่ยวข้องยกเลิก compatibilized สมดุลบวมทดสอบพิสูจน์ให้เห็นว่าการรวมตัวกันของ NR-g-MAH เพิ่มปฏิสัมพันธ์ระหว่างเส้นใยไนลอนและเมทริกซ์ยางธรรมชาติ ความหนาแน่น crosslink วัดด้วยเทคนิค NMR แสดงให้เห็นว่า NR-G-MAH compatiblized คอมโพสิตลดลงมีความหนาแน่น crosslink ทั้งหมด อุณหภูมิเปลี่ยนกระจกของคอมโพสิต compatibilized มีประมาณ 1 K สูงกว่าที่สอดคล้องกันคนยกเลิก compabilized การวิเคราะห์ทางสัณฐานวิทยาของ NR / ไนลอนสั้นคอมโพสิตใยยืนยัน NR-g-MAH ปรับปรุงพันธะ interfacial ระหว่างเมทริกซ์ยางธรรมชาติและเส้นใยไนลอน ผลทั้งหมดเหล่านี้มีความหมายว่า NR-g-MAH สามารถทำหน้าที่เป็น compatilizer ที่ดีของ NR คอมโพสิต / สั้นไนลอนเส้นใยและมีศักยภาพสำหรับการใช้งานกว้างพิจารณาเรื่องง่ายที่จะได้รับการเตรียมความพร้อมและประกอบกับคอมโพสิต.
คำสำคัญ: ยางธรรมชาติ; แอนไฮ Maleic; การรับสินบน; ยางธรรมชาติ / สั้นคอมโพสิตเส้นใยไนล่อน.
บทนำตั้งแต่ปี 1990 เส้นใยสั้นเสริมยางคอมโพสิต (SFRC) ได้รับความสนใจมากเป็นทางเลือกที่ทำงานของเส้นใยยาวเสริมและอนุภาคที่เต็มไปด้วยคอมโพสิตยาง [1-4] เส้นใยสั้นสามารถรวมได้อย่างง่ายดายในยางพร้อมกับส่วนผสมอื่น ๆ โดยการดำเนินการประมวลผลของยางตามปกติเช่นการอัดขึ้นรูป, ปฏิทิน, อัดฉีด et al, [5] คอมโพสิตสามารถแสดงพฤติกรรมรวมของนุ่มเมทริกซ์ยางที่มีความยืดหยุ่นและแข็งสารเส้นใยที่แข็งแกร่ง ข้อเสียเปรียบหลักของ SFRC เป็นความไม่ลงรอยกันระหว่างเส้นใย hydrophilic และเมทริกซ์ยางไม่ชอบน้ำซึ่งเป็นสาเหตุของอินเตอร์เฟซที่อ่อนแอและคุณสมบัติที่น่าสงสาร พยายามที่จะทำให้การที่จะเอาชนะอุปสรรคนี้โดยใช้สารเชื่อมต่อต่างๆหรือพันธะตัวแทน [6-8] และรักษาก่อนของเส้นใยกับสารเคมีที่เหมาะสม
การแปล กรุณารอสักครู่..
ยางธรรมชาติที่กราฟนามธรรมมาเลอิกแอนไฮไดรด์ ( nr-g-mah ) ถูกสังเคราะห์โดยการผสม maleic anhydride ( mAh ) และยางธรรมชาติ ( NR ) ในสถานะของแข็งในระบบใช้แรงบิด dicumyl เปอร์ออกไซด์ ( DCP ) เป็นผู้ริเริ่ม จากนั้นตนเองเตรียม nr-g-mah ถูกใช้เป็นสารในยางธรรมชาติ / เส้นใยสั้นไนล่อนคอมโพสิต ทั้ง functionalization ของยางธรรมชาติที่มี mAh และปฏิกิริยาระหว่างการยางและเส้นใย ไนล่อนได้รับการยืนยันโดยฟูเรียร์ทรานฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี ( FTIR ) คอมโพสิตที่มีไนลอนเส้นใยสั้นครอบคลุม ( 0 , 5 , 10 , 15 และ 20 phr ) ประกอบโรงงาน 2 ม้วน และผลของ nr-g-mah บน แรงดึง และสมบัติทางความร้อน , ปฏิสัมพันธ์ ไฟเบอร์ ยาง ตลอดจนโครงสร้างของยางธรรมชาติ / เส้นใยสั้นไนล่อนคอมศึกษา เส้นใยที่โหลดเท่ากัน nr-g-mah compatibilized ยางธรรมชาติ / เส้นใยสั้นไนล่อนคอมโพสิตพบสมบัติความต้านทานแรงดึงเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะโมดูลัสแรงดึงที่ 100% สายพันธุ์ซึ่งเป็นประมาณ 1.5 เท่าของสหประชาชาติที่เกี่ยวข้อง compatibilized คน การบวม การทดสอบพิสูจน์แล้วว่า การ nr-g-mah เพิ่มปฏิสัมพันธ์ระหว่างเส้นใยไนลอนและ NR เมทริกซ์ ความหนาแน่นของพันธะข้ามวัดด้วยเทคนิค NMR พบว่า nr-g-mah compatiblized คอมโพสิตมี Crosslink รวมลดลง ความหนาแน่น แก้วเปลี่ยนอุณหภูมิของ compatibilized คอมประมาณ 1 K สูงกว่าของสหประชาชาติที่เกี่ยวข้อง compabilized คน การวิเคราะห์โครงสร้างของยางธรรมชาติ / เส้นใยสั้นไนล่อนคอมโพสิตยืนยัน nr-g-mah ปรับปรุงการเชื่อมระหว่างระหว่าง NR เมทริกซ์และเส้นใยไนลอน . ผลทั้งหมดเหล่านี้มีความหมายที่ nr-g-mah สามารถทำหน้าที่เป็น compatilizer ที่ดีของยางธรรมชาติ / เส้นใยไนล่อนคอมโพสิตสั้นและกว้างมีศักยภาพสำหรับใช้พิจารณามันง่ายที่จะเตรียม และประกอบกับคอมโพสิตคำสำคัญ : ยางมาเลอิกแอนไฮไดรด์กราฟ ; ; ; ยางสั้น / คอมโพสิตเส้นใยไนล่อน ธรรมชาติแนะนำตั้งแต่ปี 1990 , เส้นใยสั้นเสริมวัสดุผสมยาง ( sfrc ) ได้รับความสนใจมากเป็นทางเลือกแทนการวางอนาคตของเส้นใยยาวเสริมและเติมอนุภาคยางธรรมชาติ [ 1 − 1 ] เส้นใยสั้น ๆสามารถรวมได้อย่างง่ายดายในสารประกอบยาง พร้อมกับส่วนผสมอื่น ๆจากปกติยางแปรรูป เช่น การอัดขึ้นรูป , ปฏิทิน , การปั้นการบีบอัด , ฉีดพลาสติกและคณะ [ 5 ] คอมโพสิตสามารถแสดงพฤติกรรมของเมทริกซ์รวม นิ่ม ยางยืดหยุ่นและแข็ง , สารเส้นใยที่แข็งแรง ข้อเสียเปรียบหลักของ sfrc คือความไม่ลงรอยกันระหว่างน้ำและเส้นใยเมทริกซ์ยาง ) ซึ่งทำให้เกิดคุณสมบัติอินเตอร์เฟซที่อ่อนแอและยากจน ความพยายามได้รับการทำที่จะเอาชนะข้อบกพร่องนี้ โดยใช้สารหล่อลื่นต่างๆ หรือสารประกอบ− 8 [ 6 ] และผลของเส้นใยเคมีที่เหมาะสม
การแปล กรุณารอสักครู่..