بررسی خواص نانوکامپوزیت های لاستیک آکریلونیتریل-بوتادین/خاک رس تهیه شده به روش پلیمریزاسیون امولسیونی درجا

نانوکامپوزیت های لاستیک آکریلونیتریل-بوتادین/خاک رس به صورت درجا، به روش پلیمریزاسیون امولسیونی فاقد امولسیفایر، با مقادیر مختلف خاک رس تهیه شدند. کوپلیمریزاسیون مونومرهای آکریلونیتریل و بوتادین در حضور ورقه های خاک رس از هم باز شده در فاز آب انجام شد و به منظور اتصال مناسب بین نانو ذرات خاک رس و ماتریس پلیمری آکریلونیتریل-بوتادین از اصلاح کننده ی واکنش پذیر 2-آکریل آمید-2-متیل-1-پروپان سولفونیک اسید(amps) در حین پلیمریزاسیون استفاده شد. نتایج آزمون تفرق اشعهx،نشان داد که نانوکامپوزیت ها تا 3 درصد وزنی خاک رس، ساختار ورقه ورقه شده داشتند که با تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) نیز تایید شد اما در5 درصد، ساختار نانوکامپوزیت ورقه ورقه شده- جا داده شده، بود. سطح شکست nbr خالص و نانوکامپوزیت های آن با میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) مشاهده شدند. سطح شکست نانوکامپوزیت ها نسبت به nbr خالص زبرتر و ناهموارتر بود. همچنین آنالیز edx از سطح شکست نانوکامپوزیت ها نشان از پخش خوب خاک رس در آن ها دارد. نتایج آزمون تجزیه ی گرماوزنی(tga)، حاکی از آن است که پایداری حرارتی نانوکامپوزیت ها بهبود یافته و دمای شروع تخریب حرارتی آن ها با افزایش مقدار خاک رس، بیشتر شد. دمای انتقال شیشه ای(tg) نانوکامپوزیت ها بر اساس آنالیز دینامیکی-مکانیکی حرارتی(dmta) به دماهای بالاتر منتقل شد. در ضمن بیشترین میزان افزایش در tg مربوط به نانوکامپوزیت حاوی 3 درصد وزنی خاک رس بود. همچنین برای تمامی نانوکامپوزیت ها، به دلیل محدود شدن تحرک زنجیرهای پلیمری، ارتفاع پیک tan ? کاهش یافته و پهن تر شد. مدول ذخیره ی نانوکامپوزیت ها نیز نسبت به nbr خالص افزایش یافت. نتایج آزمون کشش نیز بیان گر آن است که مدول و استحکام کشش نانوکامپوزیت ها بهبود چشمگیری داشته است به طوری که مدول و استحکام کشش در نانوکامپوزیت حاوی 3 درصد وزنی خاک رس با ساختار ورقه ورقه شده به ترتیب 302 و 219 درصد نسبت به nbr خالص افزایش یافته است. کرنش پارگی نانوکامپوزیت ها نیز نسبت به nbr خالص افزایش یافته و بیشترین میزان افزایش مربوط به نانوکامپوزیت حاوی 1 درصد وزنی خاک رس با ساختار ورقه ورقه شده بود. نتایج آزمون سختی نیز نشان داد که میزان سختی نانوکامپوزیت ها نسبت به nbr خالص افزایش یافته و بیشترین میزان افزایش مربوط به نانوکامپوزیت حاوی 3 درصد وزنی خاک رس بود. همچنین درصد تورم نانوکامپوزیت های پخت شده ی nbr در حلال mek، نسبت به nbr خالص کاهش یافت. در ادامه تغییراتی در شرایط تهیه ی نانوکامپوزیت ها داده شد و اثر آن بر خواص آن ها بررسی شد. استفاده از امولسیفایر در تهیه ی نانوکامپوزیت حاوی 1 درصد وزنی خاک رس، مورفولوژی آن ها را از حالت ورقه ورقه شده به جا داده شده، تغییر داد و به دنبال آن پایداری حرارتی افزایش و خواص مکانیکی کاهش یافت. تغییر در میزان آکریلونیتریل در نانوکامپوزیت های حاوی 1 درصد خاک رس، تغییری در مورفولوژی آن ها ایجاد نکرد اما به دلیل خارج شدن از ترکیب درصد آزئوتروپ، الگوی تجزیه ی حرارتی آن ها بر اساس tga، تغییر کرد. تغییر در میزان اصلاح کننده ی amps در نانوکامپوزیت های حاوی 1 درصد خاک رس، تغییری در مورفولوژی آن ها ایجاد نکرد اما در نانوکامپوزیت های حاوی 3 درصد خاک رس، با کاهش اصلاح کننده ی amps، مورفولوژی از حالت ورقه ورقه شده به جا داده شده تغییر کرد و به دنبال آن پایداری حرارتی افزایش و خواص مکانیکی کاهش یافت. همچنین نانوکامپوزیتی که با اختلاط لاتکس nbr خالص با 3 درصد وزنی خاک رس تهیه شد، مورفولوژی جا داده شده دارد و پایداری حرارتی آن نسبت به نانوکامپوزیت حاوی 3 درصد خاک رس که به روش پلیمریزاسیون امولسیونی فاقد امولسیفایر درجا تهیه شده، بهتر است ولی خواص مکانیکی آن کاهش یافت.