بررسی تجربی و نظری ساختار میکروسکوپی، سینتیک پخت و خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های برپایه لاستیک نیتریل بوتادین کربوکسیله/رزین اپوکسی تقویت شده با هالوسیت نانوتیوب

هدف از انجام این پژوهش، تهیه و بررسی نانوکامپوزیت های برپایه لاستیک آکریلونیتریل بوتادین کربوکسیله(xnbr) و رزین اپوکسی (epoxy) تقویت شده با هالوسیت نانوتیوب (hnt) می باشد. اثر افزودن ذرات هالوسیت نانو تیوب بر مشخصه های پخت، مورفولوژی، سینتیک پخت و خواص مکانیکی سیستم های دو جزئی لاستیک xnbr و رزین اپوکسی در غلظت های مختلف مورد بحث و بررسی قرار گرفت. بررسی های رئومتری پخت نشان دادند که افزودن نانولوله های هالوسیت به ماتریس xnbr/epoxy موجب کاهش زمان برشتگی (scorch time) به میزان 25 درصد و افزایش گشتاور پخت در ماتریس پلیمری گردیده است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی (sem) از سطح شکست نمونه های کشش نشان داد که نمونه های حاوی hnt دارای سطح شکت زبرتر همراه با توزیع یکنواخت هستند. بررسی سینتیک پخت نمونه های تهیه شده نشان داد که افزودن هالوسیت نانوتیوب به سیستم پلیمری موجب کاهش انرژی فعال سازی مورد نیاز برای شروع واکنش پخت به میزان 40 درصد می گردد. تست های کشش مکانیکی نشان می دهند که افزودن hnt به ماتریس xnbr/epoxy موجب افزایش هم زمان مدول تا mpa 1.46 و استحکام کششی تا mpa 2.58 شده ولی ازدیاد طول مقداری کاهش می یابد. آنالیزهای انجام شده در خصوص تاثیر افزودن هالوسیت نانوتیوب بر خواص نهایی نانوکامپوزیت های بر پایه xnbr/epoxy نشان می دهند که با استفاده از این نانوتقویت کننده های طبیعی و ارزان می توان به نانوکامپوزیت هایی با استحکام مکانیکی بالاتر به میزان 40 درصد نسبت به ماتریس پلیمری دست یافت.

experimental and theoretical investigations of microstructure, vulcanization kinetics and mechanical properties of carboxylated nitrile butadiene rubber /epoxy/ halloysite nanotubes nanocomposites

the main goal of this research is the preparation and study of nanocomposites based on carboxylated nitrile butadiene rubber (xnbr) and epoxy resin reinforced by halloysite nanotubes (hnts). the effect of various hnts loadings on the cure characteristics, morphology, cure kinetics and mechanical properties of binary xnbr/epoxy systems was investigated. the results of cure rheometer indicated that the introduction of hnts into the xnbr/epoxy matrix leads to a decreased scorch time up 25% and higher maximum torque values. the resulted sem photomicrographs of fractured section from tension tests revealeda more rough fractured surface of nanocomposites containing hnts with a distributed of nanotubes into the polymer matrix. the study of cure kinetics show that the introduction of hnts into the polymer system decreases the activation energy needed for curing reaction up to 40% . the results of tension tests demonstrated a higher young’s modulus up to 1.46mpa and tensile strength up to 2.58 mpa with higher loadings of hnts into the xnbr/ epoxy matrix. the analyses of xnbr/epoxy/hnts nanocomposites indicated that with the natural and inexpensive reinforce nano materials, it is possible to make nanocompositeswith higher mechanical strength up to 40% with respect to neat polymer.