ساخت و بررسی خواص مکانیکی و مورفولوژی نانوکامپوزیت های لاستیک nr/sbr تقویت شده با الیاف کوتاه نایلون و نانوصفحات سیلیکاتی رس

نانوکامپوزیت های لاستیک طبیعی و استایرن بوتادین (nr/sbr) تقویت شده با مقادیر مختلف الیاف کوتاه نو و ضایعاتی نایلون 66 و نانو خاک رس (cloisite 15a) در یک مخلوط کن داخلی و یک غلتک آزمایشگاهی توسط فرایند سه مرحله ای تهیه شده اند. اثر مقادیر مختلف الیاف و نانو خاک رس (wt% 1، wt% 3 و wt% 5) بر روی خواص ریز ساختار و مکانیکی نانوکامپوزیت ها مطالعه شده است. چسبندگی الیاف به ماتریس لاستیکی با افزودن عامل سازگار کننده هگزا متیلن تترا آمین، رزورسینول و سیلیکای آب دار (hrh) افزایش می یابد. این لایه های سیلیکاتی رس به عنوان جزء سیلیکای آب دار در سیستم اتصال hrh برای کامپوزیت nr/sbr با الیاف کوتاه نایلون استفاده شده است. نانو خاک رس هم چنین به عنوان یک پرکننده تقویت کننده در ماتریس کامپوزیت هیبریدی الیاف کوتاه استفاده شده است. کارایی سیستم اتصال خشک hrh در حضور نانو خاک رس بهبود یافته است. مشخصات پخت کامپوزیت های مزبور به وسیله دستگاه رئومتر معین شد. نمونه ها با استفاده از یک پرس هیدرولیک بعد از تعیین مشخصات پخت در دمای 150 درجه سانتی گراد پخت شده است. خواص مکانیکی کامپوزیت ها در هر دو جهت طولی و عرضی با افزایش مقادیر الیاف و نانو خاک رس بهبود می یابد. ساختار و شکل شناسی نانوکامپوزیت ها با پراش اشعه ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) مشخص شده است. نتایج پراش اشعه ایکس نانوکامپوزیت ها به افزایش فاصله بین لایه های سیلیکاتی اشاره می کند. کامپوزیت های هیبریدی خواص مکانیکی ناهمسانگردی به علت جهت گیری الیاف در یک جهت (طولی) نمایش می دهند. در نمونه های تهیه شده با الیاف و عامل سازگارکننده، خواص مکانیکی در جهت گیری طولی در مقایسه با جهت گیری عرضی الیاف بالاتر است. خواص ناهمسانگرد کامپوزیت ها و هم چنین اتصال الیاف به ماتریس و برهم کنش دو فاز باهم در حضور نانو خاک رس توسط مطالعات تصاویر sem و afm مورد تأیید قرار گرفته است. قرار دادن نانوصفحات سیلیکاتی رس درون کامپوزیت های هیبریدی باعث بهبود استحکام کششی، مدول و استحکام پارگی از طریق بهبود تعامل با ماتریس و الیاف توسط سطح ویژه بالاتر شده است. مقاومت سایشی و سختی نمونه ها با افزودن نانو خاک رس بالاتر رفته است در صورتی که جهندگی و مانایی فشاری کاهش می یابد. اما باید توجه داشت که خواص مکانیکی کامپوزیت های تهیه شده با الیاف نو نسبت به آمیزه-های الیاف ضایعاتی بیشتر است. علاوه براین، در این مطالعه اثر نانو لایه های سیلیکاتی رس برروی مشخصات پخت و خواص حرارتی کامپوزیت های nr/sbr (40/60) تقویت شده با الیاف کوتاه نایلون گزارش شده است. بررسی نتایج نشان می دهد که با افزایش مقدار الیاف و ترکیب درصد نانو خاک رس، زمان پخت و برشتگی آمیزه ها کاهش ولی کمینه و بیشته گشتاور و سرعت پخت افزایش می یابد. اما در کامپوزیت های تهیه شده با الیاف ضایعاتی این کاهش زمان پخت نسبت به الیاف نو کمتر است. مطالعه خواص ناهمسان تورم منتج به مطالعه برهم کنش الیاف با ماتریس و جهت گیری الیاف می شود. مقدار مقاومت تورم کامپوزیت هایی شامل نانو خاک رس و با جهت گیری ترجیحی الیاف در جهت غلتک، بیشتر است.