ارتقاي خواص الاستومرهاي EPDM/NBR با استفاده از نانوذرات خاك رس براي استفاده در واشر‌هاي آب‌بندي

Enhancement of the Properties of EPDM/NBR Elastomers Using Nanoclay, for Seal Applications

در اين پژوهش، تاثير افزودن درصدهاي مختلف نانو خاك رس روي مشخصات كايوچوهاي EPDM و NBR كه به عنوان الاستومرهاي مورد استفاده در واشر آب‌بندي به‌كار مي‌روند، مورد بررسي قرار گرفته است. خواص اين دو الاستومر از قبيل استحكام كششي، مدول در ازدياد طول‌هاي متفاوت، افزايش طول در نقطه‌ي شكست، مانايي فشاري، سختي، نفوذپذيري و مقاومت سايشي مورد آزمايش قرار گرفتند تا تاثير افزودن نانوخاك رس به اين دو الاستومر مشخص شود. نتيجه‌ها نشان داد كه افزودن نانوخاك رس در تركيب‌درصدهاي خاص، به ميزان كم استحكام كششي آميزه را كاهش مي‌دهد اما مدول در كرنش‌هاي متفاوت به مقادير پايداري مي‌رسد، همچنين ميزان سختي آميزه نيز حفظ شده يا حتي به ميزان كمي افزايش مي‌يابد. ميزان نفوذپذيري در هر دو الاستومر ياد شده كاهش مي‌يابد كه اين ميزان كاهش در EPDM محسوس‌تر است. همچنين نتيجه‌هاي حاصل از آزمون فشردگي نشان داد كه عملكرد اين دو كايوچو تحت اِعمال نيروي فشاري، كه از مشخصه‌هاي اصلي يك آميزه‌ي لاستيكي جهت استفاده به‌عنوان واشر آب‌بندي به‌شمار مي‌رود، بهبود مي‌يابد. نتيجه‌هاي حاصل از آناليز پراش پرتو ايكس نشان داد كه پراكندگي نانوذرات خاك رس در كايوچوي NBR از كيفيت بالايي برخوردار است در حالي‌كه پراكندگي اين ذرات در EPDM نياز به بهبود دارد.

In this research, we have investigated the effects of addition of different percentages of nanoclay to the ethylene propylene diene monomer (EPDM) and nitrile butadiene rubber (NBR) on the characteristics of these rubbers as seal material. Properties such as tensile strength, modulus at different extensions, elongation at break, compression set, hardness, permeability and abrasion resistance are tested to assess the effect of addition of the nanoclay. Results indicate that addition of nanoclay at certain compositions could slightly reduce the strength of the rubber, however more stable modulus at different strains are provided, the hardness of the rubber is preserved and slightly enhanced, the permeability is reduced in both rubbers, especially considerable decrease in EPDM is observed, which is desirable in diminishing the effect of explosive decompression. At the same time, the compression test shows that the nanoclay improves the performance of the rubbers under compression, which is essential in seal application. The X-ray diffraction tests clarify that the dispersion of the nanoclay in the NBR samples is of high quality. In the EPDM samples, the dispersion is in need of improvement.