شماره مدرك
21095
شماره راهنما
18089
پديد آورنده
ايوبي، مجيد
عنوان
بررسي تاثير افزودن رزين فنوليك بر چسبندگي آميزه لاستيك NBR به پارچه نايلون 6و6 و ارزيابي مقاومت پيرشدگيآن
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
فرآورش
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
سيزده، 73ص. :مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
لاستيك نيتريل , ررزين وولكادورA , نايلون 6و6 , چسبندگي , خواص مكانيكي , خواص حرارتي
تاريخ ورود اطلاعات
1405/03/16
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي پليمر
دانشكده
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/03/16
كد ايرانداك
23225375
چكيده فارسي
يكي از موضوعات پر چالش در صنايع لاستيك¬سازي، رفتار پيرشدگي در شرايط محيطي مختلف است. لاستيك نيتريل يا اكريلونيتريل¬بوتادين رابر (NBR) در تماس طولانيمدت با روغنها و سوختهاي هيدروكربني، دچار تورم و تغيير در ساختار شبكه پليمري ميشود كه منجر به افت سختي و كاهش استحكام كششي در گذر زمان خواهد شد. بنابراين استفاده از يك ماده تقويت¬كننده جهت كاهش پيرشدگي لاستيك نيتريل ضروري است. نايلون 6.6، به دليل دارا بودن خواص مكانيكي و پايداري مطلوب، در آميزه¬كاري لاستيك نيتريل بهعنوان لايه تقويتكننده استفاده مي¬شود. اما ناسازگاري ميان دو ماده و عدم چسبندگي مطلوب بين آنها از جمله چالش¬هاي صنعتي است. بدين منظور در اين پژوهش، تأثير استفاده از رزينهاي آلكيل (وولكادور(A بر خواص فيزيكي، مكانيكي و چسبندگي آميزههاي NBR مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور، فرمولاسيونهاي مختلفي از آميزههاي لاستيك نيتريل حاوي مقادير متفاوت رزين، طراحي و پس از فرآيند اختلاط در بنبوري و پخت به روش فشاري تهيه شد. هدف از اين مطالعه، بهبود تعامل بينسطحي ميان زمينه لاستيكي و الياف نايلون 6.6 و ارتقاي استحكام پيوند ميان اين دو فاز بود. آزمون¬هاي مشخصه¬يابي متعددي شامل FTIR، DSC، DMTA، رئومتري، سختي، كشش و چسبندگي انجام شد. آزمونهاي استحكام كششي و ازدياد طول تا پارگي نشان داد كه حضور رزين در محدوده بهينه سبب بهبود استحكام مكانيكي از عددMPa 5/16 به عددMPa 3/17، بدون كاهش محسوس در انعطافپذيري سامانه ميشود. همچنين بر اساس نتايج آزمون چسبندگي، افزودن رزين وولكادور A منجر به افزايش قطبيت سطحي، بهبود ترشوندگي و افزايش مقاومت پيوند بين لاستيك و پارچه نايلون گرديد. بررسيهاي حرارتي با استفاده از آزمون DSC ويژگيهاي پخت را آشكار ساخت و نشان داد كه رزين تأثير مستقيمي بر پايداري حرارتي آميزه دارد. تحليل طيفسنجي FTIR نيز بيانگر تشكيل برهمكنشهاي جديد شيميايي و فيزيكي ميان گروههاي عاملي رزين و زنجيرههاي نيتريل زمينه NBR بود. نمونه حاوي Phr 5 از رزين در بين نمونه¬هاي مورد مطالعه از لحاظ خواص رئومتري، مكانيكي و چسبندگي به عنوان نمونه بهينه معرفي شد. اين نمونه 163% بهبود در سرعت پخت همزمان با افزايش قابل توجه در زمان برشتگي نشان داد. همچنين ميزان چسبندگي اين آميزه به نايلون 6و6 از/in lbf 4/1 به /in lbf 1/14 افزايش يافت. ميزان چسبندگي آميزه بعد از غوطه¬وري در روغن و سوخت به ترتيب معادل lbf/in 7/11 و /in lbf 52/11 به دست آمد كه نسبت به نمونه مرجع قبل از پيرشدگي مقادير مطلوبي را نشان مي¬دهد. ميزان سختي آميزه بهينه نسبت به نمونه مرجع نيز بعد از غوطه¬وري در روغن و سوخت نيز حدود 5% افزايش نشان داد. در نهايت، نتايج اين پژوهش نشان داد كه استفاده از رزين وولكادور A بهعنوان افزودني در آميزههاي NBR، راهكاري مؤثر براي بهبود همزمان خواص مكانيكي، حرارتي و چسبندگي در سامانههاي لاستيكي تقويتشده با الياف نايلون به شمار ميآيد.
چكيده انگليسي
One of the most challenging issues in the rubber industry is the aging behavior of materials under different environmental conditions. Nitrile rubber, also known as acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), swells and undergoes changes in its polymer network structure when in long-term contact with hydrocarbon oils and fuels. This leads to a decrease in hardness and tensile strength over time. Therefore, using reinforcing materials is necessary to mitigate the aging of nitrile rubber. Nylon 6,6, due to its desirable mechanical properties and stability, is commonly used as a reinforcing layer in nitrile rubber compounds. However, the incompatibility between these two materials and the lack of sufficient adhesion present significant industrial challenges. To address this, this study investigated the effect of alkyl resins (Volcador A) on the physical, mechanical, and adhesion properties of NBR blends. Various formulations of nitrile rubber blends containing different amounts of resin were designed and prepared through mixing in a Banbury mixer and compression curing. The aim of this study was to enhance the interfacial interaction between the rubber matrix and nylon 6,6 fibers, thereby improving the bond strength between these two phases. Several characterization tests, including FTIR, DSC, DMTA, rheometry, hardness, tensile strength, and adhesion properties, were performed. The tensile strength and elongation-to-rupture tests demonstrated that the presence of resin within the optimal range improved mechanical strength from 16.5 MPa to 17.3 MPa, without a significant reduction in the systemʹs flexibility. Additionally, adhesion test results indicated that the addition of Volcador A resin increased surface polarity, enhanced wettability, and strengthened the bond between the rubber and nylon fabric. Thermal studies using DSC revealed the curing characteristics and indicated that the resin has a direct effect on the thermal stability of the mixture. FTIR spectroscopy analysis also showed the formation of new chemical and physical interactions between the functional groups of the resin and the nitrile chains in the NBR matrix. The sample containing 5 phr of resin was identified as the optimal sample among those studied, based on rheometric, mechanical, and adhesion properties. This sample exhibited a 163% improvement in curing speed, along with a significant increase in shear time. Furthermore, the adhesion of this mixture to nylon 6,6 increased from 1.4 lbf/in to 1.14 lbf/in. The adhesion of the mixture after immersion in oil and fuel was measured at 11.7 lbf/in and 11.52 lbf/in, respectively, which shows desirable values compared to the reference sample before aging. The hardness of the optimal mixture also increased by approximately 5% after immersion in oil and fuel compared to the reference sample. Ultimately, the results of this study show that using Volcador A resin as an additive in NBR compounds is an effective solution for simultaneously improving mechanical, thermal, and adhesion properties in nylon fiber-reinforced rubber systems.
استاد راهنما
افسانه فخار
استاد داور
مهدي رزاقي كاشاني , محمود معصومي