بهبود خواص واشرهاي حلقه اي مورد استفاده در سامانه هاي هيدروليك بر پايه لاستيك آكريلونيتريل بوتادين با استفاده از نانورس

Mechanical properties improvements of O-rings manufacturing for hydraulic systems on the basis of acrylonitrile butadiene rubber through using nanoclays

واشرهاي حلقه اي مقاوم به روغن هاي هيدروليك بر پايه لاستيك آكريلونيتريل بوتادين(NBR) تقويت شده با نانورس(Nanoclay) مطابق با استاندارد هوايي Aerospace Material Specification (AMS) 7272 توليد شدند. توليد نانوكامپوزيت ها شامل مراحل آميزه سازي و تهيه نانوكامپوزيت با خواص بهينه از نظر حداقل مقدار دوده مورد مصرف، حداقل مقدار نانورس، بالاترين خواص مكانيكي مطابق با استاندارد مذكور، سپس طراحي و ساخت قالب و در نهايت توليد صنعتي آن است. در مرحله آميزه سازي، نانوكامپوزيت برپايه لاستيك و نانورس از نظر خواص مكانيكي و ريخت شناسي با استفاده از عامل سازگاركننده رزورسينول و هگزامتيلن تترامين و استفاده از روش پيمانه اصلي(Master batch) براي اختلاط، بهينه شد. به منظور بررسي تاثير عامل سازگاركننده و شرايط اختلاط از روش هاي شناسايي تحليل اشعه ايكس، منحني هاي پخت و آزمون هاي خواص مكانيكي استفاده شد. نتايج تحليل اشعه ايكس نشان دادند كه عامل سازگاركننده با استفاده از برهم كنش با زمينه لاستيكي و ذرات نانورس موجب تسهيل نفوذ زنجيرهاي لاستيك در ميان صفحات سيليكاتي شده و پراكنش آن ها را در فاز زمينه بهتر مي كند. نتايج پخت نانوكامپوزيت نشان داد كه افزودن نانورس به لاستيك اكريلونيتريل بوتادين موجب كاهش زمان برشتگي و افزايش سرعت پخت مي شود. همچنين نتايج نشان داد كه عامل سازگاركننده به دليل بهبود پراكنش نانورس در زمينه لاستيكي موجب كاهش بيشتر در زمان برشتگي و افزايش سرعت پخت لاستيك مي شود. در نتيجه نانوكامپوزيت هاي حاوي سازگاركننده نسبت به نانوكامپوزيت هاي مشابه معمولي، استحكام مكانيكي بالاتر، به ويژه در ازدياد طول هاي بالا نشان مي دهند.

Oil resistant o-rings on the basis of acrylonitrile butadiene rubber (NBR) reinforced by nanoclay were produced via a traditional industrial method in accordance with aviation standard, AMS 7272. The production of nanocomposites comprised the compounding of nanocomposite with optimum mechanical properties and minimum contents of used carbon black and nanoclay, design and manufacturing of the required mold and finally compression molding of the oring. Mechanical and morphological properties of NBR/nanoclay compounds were optimized by introduction of proper contents of a compatibilizer containing a mixture of resorcinol and hexamethylene tetramine through using a master batch production method. The prepared nanocomposites were characterized using X-ray diffraction (XRD) analysis, curing measurements and tensile test analysis. The XRD analysis showed that the compatibilizer facilitates the intercalation of nanoclay silicate layers with the rubber chains which leads to the increase of their basal spacing. The cure characteristics of the nanocomposites showed a decrease of scorch time and increase the cure rate index with the nanoclay loadings. Furthermore, the minimum scorch time and maximum cure rate index could be achieved through using the appropriate content of compatibilizer. The results exhibit that the nanocomposites containing the compatibilizer have higher mechanical properties especially at higher deformations compared to the corresponding uncompatibilized nanocomposites.