styrene
butadiene rubber/polybutadiene rubber (SBR/BR) blends
Asish Malas, Parthajit Pal, Chapal Kumar Das ⇑
Materials Science Centre, IIT Kharagpur, Kharagpur 721302, West Bengal, India
a r t i c l e i n f o
Article history:
Received 13 July 2013
Accepted 14 October 2013
Available online 24 October 2013
Keywords:
Blends
Composites
Mechanical properties
Rubber
Thermal properties
a b s t r a c t
The aim of the present research work is to develop expanded graphite (EG) and isocyanate modified
graphite nanoplatelets (i-MG) filled SBR/BR blends, which can substitute natural rubber (NR) in some
application areas. The present study investigated the effect of i-MG on the physical, mechanical and
thermo-mechanical properties of polybutadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR) and SBR/
BR blends in the presence of carbon black (CB). Graphite sheets were modified to enhance its dispersion
in the rubber matrices, which resulting in an improvement in the overall physical and mechanical
properties of the rubber vulcanizates. Compounds based on 50:50 of BR and SBR with 3 wt% nanofillers
with CB were fabricated by melt mixing. The morphology of the filled rubber blends was investigated by
wide angle X-ray diffraction (WAXD) and high resolution transmission electron microscopic (HR-TEM)
analyses. The intercalated and delaminated structures of the nanofiller loaded rubber blends were
observed. Scanning electron microscopic (SEM) analysis of the cryo-fractured surfaces of the rubber compounds
showed more rough and tortuous pathway of the fractured surfaces compared to the fractured
surfaces of the only CB loaded rubber composites. Filled rubber compounds exhibit increase in the DS
(torque difference) value, reduced scorch and cure time compared to their respective controls. Dynamic
mechanical thermal analysis (DMTA) of the filled rubber compounds shows an increase in the storage
modulus compared to the controls. Isocyanate modified graphite nanoplatelets (i-MG) containing rubber
compounds in the presence of CB showed an increase in the mechanical, dynamic mechanical, hardness,
abrasion resistance and thermal properties compared to the alone CB filled rubber vulcanizates.
2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.
1. Introduction
Recently, development of high performance tires having low
rolling resistance, good wear resistance and better wet grip at
the same time, is the ongoing direction of the tire industries. It is
customary to use a mixture of two or more elastomers to achieve
new polymeric composite materials with industrial application
and feasible utilization; since this idea is more susceptible and less
costly than developing a new polymer [1]. The exact reason to
prepare a blend of two elastomers is to associate two or more
desirable features of the individual vulcanized elastomers in a
single material. While these blends are apparently easy to be
obtained; in the case of certain blends, the result is often less satisfactory
than expected and can be less compared to the results
provided by the individual elastomers. The physical properties of
the blends depend not only on the properties of the individual
components but also on their physical structure [2]. Vulcanization
and compatibility are the two important factors must take into account
when preparing the elastomeric blends [2]. The price of the
natural rubber (NR) has been increased and at the same time
polymeric materials synthesized from a single monomer have
not been able to fullfill the performance needs in many fields [3].
Styrene butadiene rubber (SBR) is a copolymer synthesized from
styrene and butadiene monomer, shows superior wear resistance,
heat aging, water resistance and gas tightness, but its adhesivity,
oil resistance and elasticity are not so good compared to the NR
[4–6].
High cis-polybutadiene rubber (BR) exhibit low glass transition
temperature value (105 C) compared to the SBR and NR, which
permits it to show superior wear resistance and low rolling resistance.
Superior wear resistance and low rolling resistance of BR
contribute to the tires a good longevity and low fuel consumption.
As a result of low transition temperature of BR, the wet grip of the
tire is lowered that is why BR is always used in combination with
SBR or NR in the tire tread compounds [7].
0261-3069/$ - see front matter 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.
http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2013.10.038
⇑ Corresponding author. Tel.: +91 3222 283978; fax: +91 3222 255303.
E-mail addresses: malasasish@gmail.com (A. Malas), chapal12@yahoo.co.in,
ckd@matsc.iitkgp.ernet.in (C.K. Das).
Materials and Design 55 (2014) 664–673
Contents lists available at ScienceDirect
สไตรีน
butadiene ยาง / ยาง polybutadiene (SBR / BR) ผสมผสาน
Asish Malas, Parthajit Pal, Chapal มาร์ดาส⇑
วัสดุศูนย์วิทยาศาสตร์ไอไอทีปัวปัว 721,302 รัฐเบงกอลตะวันตกอินเดีย
rticleinfo
ประวัติศาสตร์บทความ
ที่ได้รับ 13 กรกฎาคม 2013
ได้รับการยอมรับ 14 ตุลาคม 2013
มีจำหน่าย ออนไลน์ 24 ตุลาคม 2013
คำสำคัญ:
ผสม
คอมโพสิต
คุณสมบัติทางกล
ยาง
สมบัติทางความร้อน
bstract
จุดมุ่งหมายของงานวิจัยในปัจจุบันคือการพัฒนาขยายกราไฟท์ (EG) และแก้ไข isocyanate
nanoplatelets กราไฟท์ (i-MG) ที่เต็มไปด้วยการผสม SBR / BR ซึ่งสามารถทดแทนธรรมชาติ ยาง (NR) ในบาง
พื้นที่ใช้ การศึกษาครั้งนี้ผลการตรวจสอบ i-MG ในทางกายภาพทางกลและ
เทอร์โมคุณสมบัติเชิงกลของยาง polybutadiene (BR) ยางสไตรีน (SBR) และ SBR /
BR ผสมผสานในการปรากฏตัวของคาร์บอนสีดำ (CB) แผ่นกราไฟท์มีการแก้ไขเพื่อเพิ่มการกระจายตัวของ
การฝึกอบรมในยางซึ่งมีผลในการปรับปรุงในทางกายภาพและเชิงกลโดยรวม
คุณสมบัติของยาง vulcanizates ขึ้นอยู่กับสารประกอบ 50:50 ของ BR และ SBR ด้วย? 3% โดยน้ำหนัก nanofillers
กับ CB ถูกประดิษฐ์โดยละลายผสม สัณฐานวิทยาของยางผสมที่เต็มไปด้วยได้รับการตรวจสอบโดย
มุมกว้าง X-ray diffraction (WAXD) และอิเล็กตรอนส่งกล้องจุลทรรศน์ความละเอียดสูง (HR-TEM)
วิเคราะห์ โครงสร้างอธิกมาสและ delaminated ของ nanofiller โหลดยางผสมถูก
ตั้งข้อสังเกต กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) การวิเคราะห์พื้นผิว Cryo-ร้าวของสารประกอบยาง
มากขึ้นแสดงให้เห็นว่าทางเดินหยาบและคดเคี้ยวของพื้นผิวร้าวเมื่อเทียบกับร้าว
พื้นผิวของ CB เพียงโหลดคอมโพสิตยาง ที่เต็มไปด้วยการเพิ่มขึ้นของสารประกอบยางจัดแสดงใน DS
(ความแตกต่างแรงบิด) มูลค่าลดการเผาไหม้เกรียมและเวลาการรักษาเมื่อเทียบกับการควบคุมของตน แบบไดนามิก
วิเคราะห์ความร้อนของเครื่องจักรกล (DMTA) ของยางที่เต็มไปด้วยแสดงให้เห็นการเพิ่มขึ้นของการจัดเก็บ
โมดูลัสเมื่อเทียบกับการควบคุม isocyanate ดัดแปลง nanoplatelets กราไฟท์ (i-MG) ที่มียาง
สารประกอบในการปรากฏตัวของ CB แสดงให้เห็นว่าการเพิ่มขึ้นของเครื่องจักรกลแบบไดนามิกกลแข็ง,
ความต้านทานการกัดกร่อนและสมบัติทางความร้อนเมื่อเทียบกับซีบีคนเดียวที่เต็มไปด้วยยาง vulcanizates.
? 2013 เอลส์ จำกัด สงวนลิขสิทธิ์.
1 บทนำ
เมื่อเร็ว ๆ นี้การพัฒนาของยางที่มีประสิทธิภาพสูงมีต่ำ
ความต้านทานการหมุน, ความต้านทานการสึกหรอที่ดีและจับเปียกที่ดีกว่าใน
เวลาเดียวกันเป็นทิศทางอย่างต่อเนื่องของอุตสาหกรรมยาง มันเป็น
ธรรมเนียมที่จะต้องใช้ส่วนผสมของสองหรือยางมากขึ้นเพื่อให้บรรลุ
วัสดุคอมโพสิตพอลิเมอใหม่ที่มีการใช้ในอุตสาหกรรม
และการใช้ประโยชน์เป็นไปได้; ตั้งแต่ความคิดนี้เป็นอ่อนแอมากขึ้นและน้อย
กว่าค่าใช้จ่ายในการพัฒนาพอลิเมอใหม่ [1] เหตุผลที่แน่นอนในการ
เตรียมความพร้อมการผสมผสานของสองยางคือการเชื่อมโยงสองคนหรือมากกว่า
คุณลักษณะที่พึงประสงค์ของยางวัลคาไนในแต่ละ
วัสดุเดียว ในขณะที่การผสมเหล่านี้เห็นได้ชัดว่าเป็นเรื่องง่ายที่จะ
ได้รับ; ในกรณีของการผสมบางผลที่ได้มักจะเป็นที่น่าพอใจน้อย
กว่าที่คาดไว้และสามารถน้อยเมื่อเทียบกับผลการ
ให้บริการโดยยางของแต่ละบุคคล คุณสมบัติทางกายภาพของ
การผสมไม่เพียง แต่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของแต่ละ
ชิ้นส่วน แต่ยังเกี่ยวกับโครงสร้างทางกายภาพของพวกเขา [2] หลอมโลหะ
และเข้ากันได้เป็นสองปัจจัยสำคัญที่ต้องคำนึงถึง
เมื่อเตรียมการผสมยาง [2] ราคาของ
ยางธรรมชาติ (NR) ได้รับการเพิ่มขึ้นและในเวลาเดียวกัน
วัสดุพอลิเมสังเคราะห์จากโมโนเมอร์คนเดียวได้
ไม่สามารถที่จะ fullfill ความต้องการประสิทธิภาพการทำงานในหลายสาขา [3].
butadiene ยางสไตรีน (SBR) เป็นลิเมอร์สังเคราะห์ จาก
สไตรีนโมโนเมอร์และ Butadiene การแสดงให้เห็นถึงความต้านทานการสึกหรอที่เหนือกว่า
ริ้วรอยความร้อนทนน้ำและความหนาแน่นก๊าซ แต่ adhesivity ที่
ทนน้ำมันและความยืดหยุ่นไม่ดีเมื่อเทียบกับยางธรรมชาติ
[4-6].
ยางถูกต้อง-polybutadiene สูง (BR) แสดงเปลี่ยนกระจกต่ำ
ค่าอุณหภูมิ (105 องศาเซลเซียส) เมื่อเทียบกับ SBR และยางธรรมชาติซึ่ง
อนุญาตให้แสดงความต้านทานการสึกหรอที่เหนือกว่าและความต้านทานการหมุนต่ำ.
ความต้านทานการสึกหรอซูพีเรียและความต้านทานการหมุนต่ำของ BR
นำไปสู่การยางที่ดีและยืนยาวต่ำ . การบริโภคน้ำมันเชื้อเพลิง
อันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิต่ำของ BR, จับเปียกของ
ยางจะลดลงนั่นคือเหตุผลที่ BR นั้นจะใช้ร่วมกับ
SBR หรือยางธรรมชาติในสารประกอบดอกยาง [7].
0261-3069 / $ - เห็น เรื่องหน้า? 2013 เอลส์ จำกัด สงวนลิขสิทธิ์.
http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2013.10.038
⇑ผู้เขียนที่สอดคล้องกัน Tel .: +91 3222 283978; แฟ็กซ์: 91 3222 255303.
ที่อยู่ E-mail: malasasish@gmail.com (ก Malas) chapal12@yahoo.co.in,
ckd@matsc.iitkgp.ernet.in (CK ดาส).
วัสดุและการออกแบบ 55 ( 2014) 664-673
รายการเนื้อหาที่มีอยู่ใน ScienceDirect
การแปล กรุณารอสักครู่..
ยางบิวตาไดอีนสไตรีน / พอลิบิวทาไดอีน
ยาง SBR / br ) ผสม
asish มาลัส parthajit , เพื่อน chapal คูดาส⇑
วัสดุศูนย์วิทยาศาสตร์ แต่ kharagpur kharagpur 721302 , เบงกอลตะวันตก , อินเดีย
r t i C L E n f o
บทความประวัติ :
ยอมรับได้รับ 13 กรกฎาคม 2013 14 ตุลา ออนไลน์ 24 ตุลาคม 2556 2013
การผสมวัสดุคุณสมบัติทางความร้อนเชิงกล
ยาง
b s R A C T
Tจุดมุ่งหมายของงานวิจัยในปัจจุบันคือการพัฒนาขยายแกรไฟต์ ( EG ) และ ไอโซไซยาเนต กราไฟท์ nanoplatelets แก้ไข
( i-mg ) เต็ม SBR / br ผสมซึ่งสามารถใช้แทนยางธรรมชาติ ( NR ) ในบาง
พื้นที่การใช้งาน . การศึกษาครั้งนี้ เป็นการศึกษาลักษณะ i-mg ในทางกายภาพ ทางกลและความร้อน สมบัติเชิงกลของพอลิบิวทาไดอีน
ยาง ( BR ) , สไตรีน บิวทาไดอีน ยาง SBR /
( SBR ) และห้องนอนผสมผสานในการแสดงตนของคาร์บอนดำ ( CB ) แผ่นกราไฟท์ ดัดแปลงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการกระจาย
ในยางเมทริกซ์ซึ่งเป็นผลในการปรับปรุงในการรวมกายสมบัติและกลสมบัติของยางยาง
. สารประกอบจาก 50 : 50 ของ BR และ SBR กับ 3 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก nanofillers
กับ CB ถูกประดิษฐ์โดยละลายผสมสัณฐานวิทยาของยางเติมผสมได้ถูกสืบสวนโดย
การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ ( มุมกว้างความละเอียดสูง waxd ) และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ( hr-tem )
6 . การ ) เอและโครงสร้างของ nanofiller โหลดผสมยาง
) กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกน ( SEM ) การวิเคราะห์กระดูกแช่แข็ง พื้นผิวของสารประกอบยาง
พบขรุขระมากขึ้นและซับซ้อนทางเดินของพื้นผิวแตกหัก
เมื่อเทียบกับพื้นผิวของ CB เท่านั้นโหลด คอมโพสิต ยาง เติมสารประกอบยางจัดแสดงเพิ่มขึ้นใน DS
( ความแตกต่างบิด ) มีค่าลดลงเมื่อเทียบกับการควบคุมและรักษาเผาผลาญเวลาของตน การวิเคราะห์แบบไดนามิก
เชิงกล ความร้อน ( dmta ) ของยางเติมสารแสดงเพิ่มในกระเป๋า
ค่าเมื่อเทียบกับการควบคุม แก้ไข nanoplatelets ไฟท์ไอโซไซยาเนต ( i-mg ) ที่มีสารประกอบยาง
ในการแสดงตนของ CB พบเพิ่มขึ้นในกลไกแบบไดนามิก , เครื่องกล , ความแข็ง , ความต้านทานต่อการขัดถู
และสมบัติทางความร้อนเมื่อเทียบกับคนเดียว CB เติมยางยาง
2013 บริษัท จำกัด .
1 บทนำ
เมื่อเร็วๆ นี้การพัฒนายางที่มีประสิทธิภาพสูงต่ำ
กลิ้งต้านทานการสึกหรอดี และดีกว่าเปียกจุด
เวลาเดียวกัน คือ ทิศทางอย่างต่อเนื่องของอุตสาหกรรมยางรถยนต์ มันคือ
จารีตประเพณีมาใช้เป็นส่วนผสมของสองคนหรือมากกว่าพอลิเมอร์เพื่อให้ได้วัสดุคอมโพสิตใหม่ด้วย
ใช้โปรแกรมอุตสาหกรรมและเป็นไปได้ใช้ประโยชน์ เพราะความคิดนี้เป็นความเสี่ยงมากขึ้นและน้อยลง
แพงมากกว่าการพัฒนาพอลิเมอร์ใหม่ [ 1 ] เหตุผลที่แน่นอน
เตรียมการผสมผสานสองกลุ่มคือการ เชื่อมโยงสองหรือมากกว่า
คุณลักษณะที่พึงประสงค์ของแต่ละกลุ่มในวัลคาไนซ์
วัสดุเดียว ในขณะที่ผสมเหล่านี้จะดูเหมือนง่ายที่จะ
ได้รับ ในกรณีของบางผสม , ผลที่ได้คือมักจะพอใจน้อย
กว่าที่คาดไว้ และจะลดลงเมื่อเทียบกับผล
โดยกลุ่มบุคคล สมบัติทางกายภาพของพอลิเมอร์ผสมขึ้นอยู่กับ
ไม่เพียง แต่ในคุณสมบัติของแต่ละองค์ประกอบ
แต่ยังเกี่ยวกับโครงสร้างทางกายภาพของพวกเขา [ 2 ] วัลคาไนเซชัน
และเข้ากันได้เป็นสองปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณา
เมื่อเตรียมยางผสม [ 2 ] ราคาของ
ยางธรรมชาติ ( NR ) ได้เพิ่มขึ้นและที่
เวลาเดียวกันวัสดุพอลิเมอร์ที่สังเคราะห์ได้จากมอนอเมอร์เดียว
ไม่ได้เพื่อ fullfill ความต้องการในการปฏิบัติงานด้านต่างๆ [ 3 ] .
ยางสไตรีน บิวทาไดอีน ( SBR ) เป็นพอลิสไตรีน บิวทาไดอีนโมโนเมอร์ที่สังเคราะห์จาก
และแสดงความต้านทานการสึกหรอดีกว่า
ริ้วรอยความร้อนต้านทานน้ำและแก๊สคับ แต่ adhesivity ของมัน
ต้านทานน้ำมัน และความยืดหยุ่นไม่ค่อยดีเมื่อเทียบกับยาง
[ ]
4 – 6 .ยางโพลีบิวตาไดอีน CIS สูง ( br ) จัดแสดงต่ำแก้วเปลี่ยนอุณหภูมิ ค่า (
105 C ) เมื่อเทียบกับ SBR และยางธรรมชาติซึ่ง
อนุญาตแสดงความต้านทานการสึกหรอที่เหนือกว่าและความต้านทานการหมุนต่ำ
ความต้านทานการสึกหรอที่เหนือกว่าและต่ำความต้านทานการกลิ้งของ BR
ส่งผลให้ยางมีช่วงที่ดีและปริมาณการใช้เชื้อเพลิงน้อย
ผลของการเปลี่ยนอุณหภูมิต่ำของห้องนอน จับเปียกของ
ยางจะลดลง นั่นคือเหตุผลที่ BR มักจะใช้ร่วมกับ
SBR หรือยางธรรมชาติในสารประกอบดอกยาง [ 7 ] .
0261-3069 / $ - ดูเรื่องหน้า 2013 บริษัท จำกัด .
http : / / DX ดอย . org / 10.1016 / j.matdes . 2013.10.038
⇑ที่สอดคล้องกันของผู้เขียน โทร . 91 อัพ 283978 ; โทรสาร : 91 อัพ 255303 .
อีเมล์ : malasasish@gmail.com ( A . มาลัส ) , chapal12 @ yahoo ร่วมกัน
ckd@matsc.iitkgp.ernet , .( c.k. ดาส ) .
วัสดุและการออกแบบ 55 ( 2014 ) 664 – 673
เนื้อหารายการของบริการ
การแปล กรุณารอสักครู่..