تهیه کامپوزیت لاستیک طبیعی (nr) هادی الکتریسیته حاوی نانوذرات مس و بررسی مقاومت ازونی آن

هرگاه در ساخت کامپوزیت پلیمری رسانا از لاستیک به عنوان زمینه پلیمری استفاده شود کامپوزیت رسانای انعطاف پذیر به دست می آید. معمولا پرکننده های رسانایی که در لاستیک ها استفاده می شوند دوده های رسانا و ذرات فلزی است. لاستیک طبیعی به خاطر داشتن فرآیندپذیری خوب، قیمت ارزان، در دسترس بودن و دارا بودن خواص الاستیک بالاتر است و به همین دلایل کاربردهای فراوانی دارد. اما به خاطر بالابودن مقاومت الکتریکی آن ، به عنوان عایق شناخته می شود.این عایق بودن همیشه برای لاستیک طبیعی مزیت نیست و در بعضی از کاربردها نیاز به رسانایی در آن وجود دارد. در این پژوهش برای حصول به این رسانایی در لاستیک طبیعی برای اولین بار از نانوذرات مس به عنوان پرکننده رسانا استفاده شده است. به منظور بالابردن سازگاری ذرات مس با لاستیک طبیعی قبل از اضافه نمودن ذرات مس به کائوچوی طبیعی سطح آن با اسید استئاریک اصلاح گردید. طبق فرمولاسیون پایه از مواد افزودنی مختلف حاوی دوسیستم پخت گوگردی عادی و کارا و درصدهای مختلفی از نانوذرات آمیزه های لازم تهیه شدو از طریق قالبگیری تراکمی ولکانیزاسیون صورت گرفت و ورق های لاستیک با ضخامت 5/2 میلی متر تهیه گردید. مقاومت الکتریکی نمونه های تهیه شده توسط آزمون مقاومت الکتریکی به روش چهار الکترودی اندازه گیری شد. آستانه تراوایی و ریزساختار نمونه ها نیز با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد ارزیابی قرار گرفت. خواص مکانیکی ، دانسیته اتصالات عرضی و مقاومت ازونی نمونه ها به ترتیب با آزمون کشش سنجی، آزمون تورم و آزمون مقاومت ازونی اندازه گیری شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که با افزودن phr 5/0 از نانوذرات مس تغییری قابل توجهی در هدایت الکتریکی آن ایجاد نمی شود اما در phr 1 آستانه تراوایی رخ می دهد و هدایت الکتریکی به بالاترین مقدار می رسد.با افزودن مقدار phr 5/1 از نانوذرات مس به ماتریس nr هدایت الکتریکی افت پیدا نمود که با افزایش مقدار بیشتر نانوذرات این افت ادامه یافت( phr 2 ، phr3 و ...). تشکیل سولفید مس-1 (cu2s) در نمونه ها تشخیص داده شد که موجب افزایش مقاومت الکتریکی نمونه ها می گردد. از نمونه ها با ترکیب درصدهای مختلف تصاویر میکروسکوپی sem تهیه شد و مشخص شد که روش حلال-مذاب برای رسیدن به حداکثر توزیع و تفکیک نانوذرات مس، مطلوب تر است. نمونه های با ترکیب درصدهای مختلف از ذرات جهت آزمون کشش سنجی و سختی انتخاب و نمونه هایی که خواص الکتریکی شان مطلوب بود جهت انجام آزمون مقاومت ازونی انتخاب شدند. نتایج آزمون مقاومت ازونی نشان داد که حضور نانوذرات مس در لاستیک طبیعی نقش یک مانع را در برابر نفوذ و رشد ترک ناشی از تخریب ازونی ایفا می کند. از نمونه ی ازونیده شده آزمونatr-ir گرفته شد. نتایج نشان می دهد که در اثر واکنش بین ازون و پیوندهای غیراشباعی، گروه های کربونیل در ساختار ملکولی پدید می آید. از نمونه ی با هدایت الکتریکی بالا آزمون تعیین ضریب انتقال حرارت هدایتی نیز گرفته شد. نتایج این آزمون نشان می دهد که حضور ذرات مس باعث افزایش هدایت حرارتی کامپوزیت می شود.