تاثیر ساختار شبکه مولکولی و اتصال عرضی بر خواص ولکانیزه‌شدن الاستومرهای EPDM

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) :

چکیده

در علم و فناوری الاستومر، ظهور فرآیند ولکانیزه‌شدن منجربه تغییر برجسته­‌ای شد. علیرغم تحقیقات در حال انجام می­‌باشد، علم و فناوری ولکانیزه‌­شدن پتانسیل بکر زیادی دارد. این مقاله به بررسی این موضوع می‌پردازد که چگونه سیستم‌های مختلف ولکانیزه‌­شدن، مانند سیستم‌های مبتنی‌­بر گوگرد، پراکسید و سیستم‌های ترکیبی آن‌ها، تغییراتی را در ویژگی‌های فیزیکومکانیکی لاستیک مونومر اتیلن پروپیلن­‌دی­‌ان (EPDM) با پیکربندی‌های مولکولی مختلف منعکس می‌نمایند. این نوع تجزیه و تحلیل، ویژگی‌­های شبکه اتصال متقابل ایجاد شده توسط هر فناوری ولکانیزه شدن را روشن می‌­نمایند. از آنجایی که لاستیک‌های ویسکوالاستیک جامد شامل تعداد زیادی اجزا هستند، ارزیابی مستقیم شبکه اتصال عرضی تقریباً غیرممکن است. اگر همه اجزای غیر از سیستم‌های ولکانیزه‌­شدن دست نخورده باقی بمانند، رفتار آرام‌سازی استرس مستقیماً با شبکه اتصال عرضی داخل نمونه‌ها ارتباط دارد. در این پژوهش، آرامش استرس اسکن دما (TSSR)، روشی نسبتاً جدید که قادر به ایجاد کل طیف آرامش استرس است، به­‌طور موثر مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها نشان می‌دهد که اتصالات عرضی گوگرد و کربن بدون توجه به ساختار مولکولی الاستومر در سیستم‌های هیبریدی همزیستی دارند و تأثیر هم افزایی آنها مشهود است. علاوه‌­بر این، از نتایج مشخص می‌شود که ساختار مولکولی ولکانیزه‌­شده بر خواص نهایی مانند خواص کششی، مقاومت فشاری و خواص حرارتی نمونه‌ها تأثیر دارد.

نتیجه­‌گیری

ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی دو گرید از الاستومرهای EPDM ولکانیزه‌­شده با استفاده از سیستم پخت گوگرد، سیستم پخت پراکسید و دو سیستم هیبریدی مورد ارزیابی قرار گرفت. پاسخ‌های حاصل از نمونه‌ها با شبکه اتصال عرضی در نمونه‌ها همبستگی داشت و تأثیر ساختار مولکولی EPDM در سیستم‌های مختلف پخت آشکار بود. کاهش تنش اسکن دما به‌­عنوان ابزار اولیه برای درک ساختار شبکه هر دو گرید الاستومری استفاده می­‌شود. در طیف آرامش TSSR، نشان­‌داده­‌شده است که گوگرد، پراکسید و درمان هیبریدی انواع متمایزی از شبکه‌­ها را تولید می­­‌نمایند. در اصل، درمان هیبریدی وجود همزمان پیوندهای کربنی و گوگردی را نشان می‌­دهد. به­‌طور مشابه، مقادیر چگالی اتصال متقابل نمونه‌های حاصل از مطالعات تورم، یافته‌های TSSR را تأیید می­‌نمایند.

علاوه­‌بر این، کشف این نکته جالب بود که، صرف نظر از درجه الاستومر پایه، روند مقادیر چگالی اتصال متقابل و نوع شبکه یکسان بودند، اگرچه مطالعات اندازه‌گیری و تورم TSSR در هر دو درجه مقادیر مطلق متمایز را نشان دادند. رفتار فیزیکی نمونه‌­ها در حالت کششی و حالت فشرده سازی نیز نتایج TSSR را تایید می‌­­نمایند. نمونه‌­های ترکیبی که در آنها چندین نوع پیوند متقابل وجود دارند، بر کمبودهای هر سیستم غلبه نموده و از نظر کیفیت کلی رفتار بهتری از خود نشان می‌­دهند. آزمایش پیری حرارتی برای تأیید پایداری حرارتی پیوندهای متقابل تشکیل شده و تعیین پتانسیل کاربرد سیستم هیبریدی انجام شد. همه نمونه‌ها بر اساس پیوندهای متقابل تشکیل‌دهنده‌شان در آزمایش پیری حرارتی مطابق انتظار انجام شدند و هیبرید بین نمونه‌های مبتنی‌­بر پراکسید با بهترین عملکرد و نمونه‌هایی برپایه گوگرد با بدترین عملکرد قرار گرفت. به طور کلی، این مطالعه کاربرد و پتانسیل کاربردی سیستم هیبریدی را با کمک یافته‌های مربوط به انواع مختلف شبکه‌های پیوند متقابل، هم‌زیستی شبکه‌های دوگانه و رفتار پایدار آنها بدون توجه به ساختار مولکولی EPDM نشان می‌دهد. علاوه‌­بر این، درجه EPDM با وزن مولکولی بالا و ویژگی های عملکرد استثنایی آن را روشن می‌­­نمایند.

دانلود فایل : تاثیر ساختار شبکه مولکولی و اتصال عرضی بر خواص ولکانیزه¬شدن الاستومرهای EPDM

Reference

Parathodika AR, Sreethu TK, Maji P, Susoff M, Naskar K. Influence of molecular and crosslink network structure on vulcanizate properties of EPDM elastomers. Express Polymer Letters. 2023 Jul 1;17(7):722-37.

DOI: 10.3144/expresspolymlett.2023.54

ترجمه و ویرایش : هانیه میران موسوی