พื้นหลังการวิจัยและวัตถุประสงค์
ยางรีไซเคิล (Ground Rubber, GR) เป็นสารเติมแต่งที่ยั่งยืนในสารประกอบยางผลกระทบของปริมาณการเติมต่อคุณสมบัติทางวิศวกรรมวัสดุได้รับความสนใจในด้านการรีไซเคิลยาง การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Applied Polymer Science โดยใช้อุปกรณ์ Rheo-NMR ที่ไม่เหมือนใคร ระบบตรวจสอบผลกระทบของการเติม GR ต่อคุณสมบัติของสารประกอบยาง การศึกษานี้ไม่เพียง แต่มุ่งเน้นไปที่การควบคุมประสิทธิภาพทางวิศวกรรมของ GR เป็นองค์ประกอบที่ยั่งยืนเท่านั้น แต่ยังวิเคราะห์กลไกการแพร่กระจายของกำมะถันและการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของการเชื่อมโยงข้ามที่อยู่เบื้องหลังอย่างลึกซึ้ง
การออกแบบและวิธีการทดลอง
ในการศึกษาทั้งเมทริกซ์ยางและ GR โฮมเมดจัดทำด้วยยางสไตรีน (SBR) และยางธรรมชาติ (NR) ตามลำดับ อุปกรณ์ Rheo-NMR ที่ใช้ร่วมกันถูกนำมาใช้เพื่อวัดปริมาณผลกระทบที่สำคัญสองประการ: หนึ่งคือพฤติกรรมการไหลเวียนของระบบการผสมอิมัลชันที่คล้ายคลึงกันซึ่งเกิดขึ้นในเมทริกซ์ยางโดยอนุภาค GR และสองคือการหลอมโลหะต่อไปของอนุภาค GR เนื่องจากการแพร่กระจายของกำมะถัน ด้วยอุปกรณ์นี้นักวิจัยสามารถรับข้อมูลทางการไหลและข้อมูลความหนาแน่นของการเชื่อมโยงข้าม (CLD) ในเวลาเดียวกัน
การค้นพบที่สำคัญและข้อมูล
การศึกษาเผยให้เห็นกลไกที่สำคัญ: กำมะถันฟรีในเมทริกซ์ยางจะกระจายไปภายในอนุภาค GR ซึ่งเป็นกระบวนการที่เปลี่ยนความหนาแน่นของการเชื่อมขวางโดยตรงในเมทริกซ์และอนุภาค GR ผลลัพธ์ของ NMR แสดงให้เห็นว่าสำหรับระบบ NR ความหนาแน่นของการเชื่อมโยงข้ามของเม็ด GR เพิ่มขึ้น 100% ในระบบ SBR ความหนาแน่นของการเชื่อมขวางของเม็ด GR ลดลงประมาณ 13% ความแตกต่างนี้แสดงให้เห็นว่าชนิดของเมทริกซ์ยางมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อทิศทางการแพร่กระจายของกำมะถันและวิวัฒนาการของความหนาแน่นของการเชื่อมโยงข้าม
เมื่อพูดถึงพฤติกรรมการไหลอนุภาค GR จะสร้างโครงสร้างผสมอิมัลชันคล้ายในเมทริกซ์ยางและคุณสมบัติทางไหลของมันสามารถอธิบายได้ด้วยแบบจำลองอิมัลชันที่เหมาะสม ในหมู่พวกเขาผลการคาดการณ์ของแบบจำลอง Palierne เบี่ยงเบนจากข้อมูลการทดลองภายใน 15% แสดงให้เห็นว่าแบบจำลองนี้สามารถอธิบายพฤติกรรมการไหลเวียนของสารประกอบยางที่เต็มไปด้วย GR ได้ดีขึ้น
ความสำคัญต่ออุตสาหกรรมโพลีเมอร์เสริม
การศึกษานี้เป็นแรงบันดาลใจหลายประการสำหรับการออกแบบสูตรและการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการรีไซเคิลในอุตสาหกรรมเสริมยางโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมยางและยาง
ก่อนอื่นในแง่ของ ระบบหลอมโลหะ การออกแบบปรากฏการณ์การแพร่กระจายของกำมะถันฟรีจากเมทริกซ์ไปยังอนุภาค GR หมายความว่าในสูตรที่มีกาวรีไซเคิลปริมาณของกำมะถันสีเหลืองและสารเร่งความเร็วจะต้องมีการปรับสมดุล หากออกแบบตามสูตรดั้งเดิมปริมาณกำมะถันที่มีประสิทธิภาพในเมทริกซ์อาจลดลงเนื่องจากการย้ายถิ่นไปยังอนุภาค GR ส่งผลให้ความหนาแน่นของการเชื่อมขวางของเมทริกซ์ไม่เพียงพอ ในเวลาเดียวกันความหนาแน่นของการเชื่อมขวางภายในเม็ด GR เพิ่มขึ้นมากเกินไปอาจทำให้แข็งและเปราะซึ่งส่งผลต่อคุณสมบัติทางกลแบบไดนามิกของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย สำหรับเมทริกซ์ NR การเพิ่มความหนาแน่นของการเชื่อมขวางของเม็ดสี GR 100% นี้เป็นข้อมูลที่น่าจับตามองโดยเฉพาะอย่างยิ่งคำแนะนำว่าในระบบการผสม NR / GR ควรพิจารณาการกระจายความหนาแน่นของการเชื่อมขวางแบบสองเฟสโดยการแพร่กระจายของกำมะถัน
ประการที่สองในแง่ของ ฟิลเลอร์เสริมแรง เมื่อใช้ร่วมกับกาวรีไซเคิลการรวมกันของอินเทอร์เฟซและพฤติกรรมการแพร่กระจายของกำมะถันกับเมทริกซ์จะส่งผลโดยตรงต่อกระบวนการผสมและการหลอมโลหะเมื่อ GR เป็นส่วนทดแทนของฟิลเลอร์ที่ยั่งยืนสำหรับคาร์บอนแบล็คหรือคาร์บอนสีขาวสีดำ แบบจำลอง Palierne มีความสามารถในการทำนายพฤติกรรมการไหลที่ความเบี่ยงเบนภายใน 15% ให้วิศวกรสูตรเป็นเครื่องมือเชิงปริมาณสำหรับการประเมินคุณสมบัติการประมวลผลภายใต้ปริมาณการเติม GR ที่แตกต่างกันซึ่งจะช่วยลดค่าใช้จ่ายในการลองผิดลองถูก
ประการที่สามในแง่ของ อายุยางและสภาพอากาศ คุณสมบัติการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของการเชื่อมขวางจะส่งผลโดยตรงต่อคุณสมบัติการเสื่อมสภาพของออกซิเจนทนความร้อนและอายุการใช้งานของความเมื่อยล้าแบบไดนามิกของสารประกอบยาง การเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในความหนาแน่นของการเชื่อมโยงข้ามอนุภาค GR อาจกลายเป็นหนึ่งในแหล่งที่มาของความผันผวนของประสิทธิภาพริ้วรอยดังนั้นในการเลือกรูปแบบและปริมาณที่เหมาะสมสำหรับ สารต้านอนุมูลอิสระ และ สารต้านอนุมูลอิสระ ความไม่สม่ำเสมอของความหนาแน่นของการเชื่อมโยงข้ามที่เกิดจากการแนะนำ GR จำเป็นต้องนำมาพิจารณา
ในที่สุดการศึกษานี้มีคุณค่าโดยตรงต่อสาขา การปรับปรุงยางรถยนต์และการรีไซเคิล GR เป็นส่วนประกอบที่ยั่งยืนการเพิ่มประสิทธิภาพของปริมาณการบรรจุและการควบคุมการแพร่กระจายของกำมะถันเป็นกุญแจสำคัญในการนำกาวรีไซเคิลที่มีคุณภาพสูง เป็นครั้งแรกที่การศึกษาได้รายงานแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงที่ตรงกันข้ามในความหนาแน่นของการเชื่อมโยงข้ามกันของเม็ด GR ใน NR และ SBR การค้นพบนี้ไม่ได้รับการคุ้มครองในวรรณคดีมาก่อนซึ่งเป็นพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ใหม่สำหรับการออกแบบที่ละเอียดอ่อนของกระบวนการรีไซเคิลยาง
ข้อสรุปและแนวโน้ม
โดยรวมแล้วการศึกษาแสดงให้เห็นถึงวิวัฒนาการความหนาแน่นของการเชื่อมขวางที่ขับเคลื่อนด้วยการแพร่กระจายของกำมะถันในสารประกอบยางที่เต็มไปด้วย GR โดยใช้เทคโนโลยี Rheo-NMR ร่วมกันและตรวจสอบความเหมาะสมของแบบจำลอง Palierne ในการอธิบายพฤติกรรมการไหล สำหรับอุตสาหกรรมเสริมโพลิเมอร์หมายความว่าในสูตรยางและยางที่มีกาวรีไซเคิลการออกแบบระบบวัลคาไนซ์ฟิลเลอร์เสริมและสารต่อต้านริ้วรอยต้องเปลี่ยนจากความคิด “เฟสเดียว” ไปสู่การคิด “การกระจายกำมะถันแบบหลายเฟส” เพื่อให้เกิดความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและความยั่งยืน
การสังเกตการณ์ HERUN CHEMICAL
รอบยางและยาง HERUN CHEMICAL ยังคงให้ความสนใจกับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเสถียรภาพในการประมวลผลและการประยุกต์ใช้ในการลงจอดในสาขานี้ บทความนี้แก้ไขและจัดเรียงตามข้อมูลแหล่งที่มาสูตรเฉพาะการเลือกผลิตภัณฑ์และการตรวจสอบประสิทธิภาพโปรดรวมการให้คำปรึกษาสภาพการทำงานจริง
แหล่งข้อมูล: Effects of Ground Rubber Loading on Rubber Compounds Studied by the Hyphenated Rheo‐NMR and the Palierne Model， เสร็จสิ้นโดย Herun เคมี