The effect of POSS nanoparticles on crosslinking of styrene-butadiene rubber nanocomposites

Abstract

The effect of octaisobutyl-polyhedral oligomeric silsesquioxane (OIB-POSS) as a nanosized reinforcement on the cure kinetics, crosslinking density, and mechanical properties of styrene-butadiene rubber (SBR) nanocomposites was examined in this study. For this purpose, SBR compounds with various OIB-POSS nanoparticle loadings at 1, 3, and 5 phr were prepared and their results were compared with a reference compound without OIB-POSS. When 1 phr of OIB-POSS was added to the rubber matrix, the elongation at break values and tensile strength of the corresponding nanocomposite increased by 24.1% and 29.2% compared to the reference sample, respectively. The presence of OIB-POSS nanoparticles and their random distribution in the SBR matrix was confirmed by transmission electron microscopy. The crosslinking density of nanocomposites was calculated by the Flory-Rehner method and a decrease was observed with the addition of OIB-POSS nanoparticles. In addition, thermal aging process as 70 °C for 70 h was applied to vulcanized samples. It was noted that the mechanical properties of SBR/OIB-POSS nanocomposites remarkably improved, whereas their crosslinking densities gradually decreased after thermal aging.

Haloysit içeren stiren-bütadien kauçuk nanokompozitlerinin hazırlanması ve mekanik özelliklerinin incelenmesi

“…Vinil fonksiyonlu haloysit sentezi için ise viniltrietoksisilan kullanılmış ve elde edilen nanodolgu HNT-Vinil şeklinde isimlendirilmiştir. Rehner eşitliğinin uygulanmasıyla belirlenmiştir [5,11]. Çapraz bağ yoğunlukları hesaplanırken kauçuk matris ve toluenin yoğunlukları [17], polimerin ve çözücünün hacim fraksiyonları [18] ve polimer-çözücü etkileşim parametresi [18][19][20]…”

“…Son zamanlarda, kauçuk esaslı nanokompozitlerin geliştirilmesi büyük ilgi görmektedir. Katmanlı silikatlar, karbon nanotüpler, metal oksitler ve haloysitler gibi nano boyutlu dolgu maddeleri kullanılarak hazırlanan kauçuk nanokompozitler, esnekliğin önemli bir gereklilik olduğu lastiklerde ve teknik parçalarda yaygın olarak kullanılmaktadır [4,5].…”

“…iyi etkileşim ve kauçuk reçetesi için iyi bir takviye etkisi göstererek gelişmiş mekanik özellikler sağladığı söylenebilir[5,11]. SBR/HNT-Vinil nanokompozitinde ise düşük çapraz bağ yoğunluğu nedeniyle mekanik özelliklerde beklenen artış görülememiştir.…”