Preparation of Thermoplastic Elasto

Preparation of Thermoplastic Elastomer from
Polypropylene-SIR 10 Rubber Blends with
Addition of Dicumil Peroxide as Initiator
and Divinylbenzene as a Crosslinker
Amir Hamzah Siregar*
, Yugia Muis and Destia Saera Daulay
Department of Chemistry, Faculty of Mathematic and Natural Science, North Sumatera University, Medan 20155, Indonesia
Received: October 13, 2012 / Accepted: November 10, 2012 / Published: December 25, 2012.
Abstract: Preparation of thermoplastic elastomer of Polypropylene-SIR 10 rubber blends with addition of DCP (dicumil peroxide) as
initiator and DVB (divinylbenzene) as a crosslinker has been done. Blends of Polypropylene-SIR 10 rubber with variation of weight
60/40 (w/w), 50/50 (w/w) and 40/60 (w/w) with variation concentration of DCP and DVB 1 phr, 2 phr and 3 phr were mixed into
internal mixer at temperature 180 o
C. Then, the blends were pressed at 185 o
C and specimen were molded according to the ASTM
D638. The characterization were carried out based on tensile strength testing, crosslink percentage, morphology surface analysis with
SEM and fungtional group analysis with FTIR (Fourier Transform Infra Red). The result showed that the blends of
Polypropilene-SIR 10 rubber 60/40 (w/w) with 2 phr DCP and 1 phr DVB posses a higher tensile strength with value 1.37 Kgf/mm2
and value of elongation at break 17.58%, and value of percentage crosslink 82.4%. The result of morphology test with SEM showed
that the blend was well homogenous. Spectra analysis with FT-IR has shown physical interaction among components of the blends.
Key word: Polypropylena, SIR 10 rubber, DCP, DVB, mechanical test.
1. Introduction
TPEs (thermoplastic elastomers) combine the
elastic and mechanical properties of thermoset
crosslinked rubbers with the melt processability of
thermoplastics. Today, TPEs comprise the fastest
growing rubber market. TPEs can be processed by a
variety of techniques, such as extrusion, blow
moulding, injection moulding, vacuum forming and
calendaring. TPEs play a more and more important
role in polymer industry due to their good
processability and their elastomeric properties, so
TPEs have been gaining importance because of their
wide range application in such fields as automotive
*
Corresponding author: Amir Hamzah Siregar, M.Sc.,
research field: polymer material. E-mail:
siregar_amirhamzah@yahoo.com.
parts, household appliances, electrical equipment,
industrial supplies, food contact systems and medical
apparatus [1-6]. TPEs can be broadly classified into
two groups: block copolymers and rubber-plastic
blends. TPVs (thermoplastic vulcanisates) or DVs
(dynamic vulcanisates) are a particular family of TPEs,
which are produced via dynamic vulcanization of
non-miscible blends of rubber and a thermoplastic, i.e.,
the selective crosslinking of the rubber while
simultaneous melt mixing with the thermoplastic. As a
result, the products obtained consist of crosslinked
rubber particles dispersed in a thermoplastic matrix.
Preparation of TPVs requires a more complicated
process because the dispersed rubber phase must be
crosslinked during mixing, mostly through dynamic
vulcanization or an situ crosslinking process [7-11].
To obtain TPE with good mechanical properties,
D DAVID PUBLISHING
Preparation of Thermoplastic Elastomer from Polypropylene-SIR 10 Rubber Blends with
Addition of Dicumil Peroxide as Initiator and Divinylbenzene as a Crosslinker
1100
combination of high shear stream during mixing,
complete homogenization of the dispersed rubber
particles and avoidance of local overheating and
polymer degradation must be achieved. TPE prepared
from natural rubber, so called TPNR (thermoplastic
natural rubber), have recently gained much attention,
particularly after the emergence of dynamic
vulcanization through phenolic curatives. TPNRs can
now be prepared from the combinations of natural
rubber with various conventional plastic, such as PP,
LDPE, LLDPE as well as HDPE. TPNRs are
generally prepared by melt-mixing techniques using
an internal mixer or co-rotating twin screw extruders.
To achieve satisfactory level of vulcanization, the
rubber phase must be subjected to high temperature
during mixing for a certain time, leading to high risk
of thermal degradation. [12-15]. In this work, the
process of TPNR preparation, with melt-mixing
techniques using an internal mixer at 180 o
C, with
variation of blend ratio PP/NR (40/60, 50/50, 60/40),
various concentration of DCP (1-3 phr), DVB (1-3 phr)
were prepared and their properties were investigated.
2. Experiment
2.1 Materials
SIR 10 natural rubber was received from PTPN III
Medan Indonesia; PP was purchased from Yuhwa Ltd
Korea; DCP, DVB, Xylena produced by pa Merk were
obtained from supplier, Jakarta Indonesia.
2.2 TPNR (Preparation of Thermoplastic Natural
Rubber)
TPNRs were prepared by blending PP with SIR 10
NR in a laboratory-sized internal mixer (Heles CR 52).
Blend ratio of PP/NR was varied from 60/40, 50/50,
40/60, and ratio of DCP initiator from 1-3 phr
(control). The same procedures were studied by
adding DVB crosslinking agent with various
concentration 1-3 phr to each blend. The mixing
condition were set as follow: fill factor = 0.8, initial
chamber temperature = 180 oC, rotor speed = 30 phr
and mixing time = 15 min.
PP (polypropylene) was first loaded into the internal
mixer and pre-mixing for 5 min. After 5 min, the
rubbers (SIR 10) were added into internal mixer for 3
min. For dynamically vulcanized blend the initiator of
DCP and DVB crosslinking agent were added after 8
min of mixing. The mixing process was completed
after 7 min. Table 1 shows the mixing steps of
components in preparation of the PP/NR/DCP,
PP/NR/DCP/DVB blends.
2.3 Mechanical Properties
Tensile properties of the blend were determined in
accordance with ASTM D638 method using dumbbell
shaped specimens of the type IV in an Universal
Testing Machine, the TPNRs were shaped in a
compression mould at 185 o
C (Shimadju D6072
Dreiech). The TPNRs were preheated in the mould for
3 min, then pressed with pressing 100 Kgf/cm2
for 10
min and finally cooled down and was got specimens.
The characterization of all specimens were carried out
based on tensile strength and elongation at break
testing using autograph testing machine (Torsee
Elektonic system). Crosshead speed of the machine
was maintained at 50 mm/min. The same procedure
was adopted for all blend systems.
2.4 Gel Content
The degree of cross-linking in the rubber was
measured after extraction in boiling xylene at 130 o
C
for 8 h. The samples were dried at room temperature
for 60 min, after xylene solution was vapoured and
subsequently weighed. The percentage of gel content
of the blends was then calculated as follow:
Gel content (%) = Wg/Wo × 100%.
Where, Wg and Wo are sample weights after and before
extraction respectively.
2.5 SEM Analysis
Morphology of the TPNRs was also examined
using a SEM (scanning electron microscope), JSM-35C
Preparation of Thermoplastic Elastomer from Polypropylene-SIR 10 Rubber Blends with
Addition of Dicumil Peroxide as Initiator and Divinylbenzene as a Crosslinker
1101
Table 1 Mixing steps of components in preparation of the
TPNRs.
Polypropylene
(w)
SIR 10 Rubber
(w)
DCP
(phr)
DVB
(phr)
60 40 1 -
60 40 2 -
60 40 3 -
60 40 1 1
60 40 1 2
60 40 1 3
60 40 2 1
60 40 2 2
60 40 2 3
60 40 3 1
60 40 3 2
60 40 3 3
phr: part per hundred rubber; w: weight.
model, Shimadju.
The same procedure was done also for variations of
blend ratio PP/NR (50/50, 40/60).
2.6 FTIR Studies
Thin films of different TPNRs were prepared
thoroughly in a compression molding press between
two aluminium foil sheets at 175 o
C under 100 KN
pressure. Similarly, thin film of pure PP and Rubber
SIR 10 were also prepared. FTIR studies on the thin
films were performed using the Perkin Elmer
Spectrum GX spectrometer in the range of 4,000-400
cm
-1.
3. Results and Discussion
3.1 Mechanical Properties
The mechanical properties such as tensile strength,
elongation at break of thermoplastic elastomer of
Polypropylene/Rubber/DCP blends without and with
addition of DVB (divinylbenzene) as a crosslinker has
been studied and shown in Figs. 1-4.
Fig.1 shows the relationship between tensile strength,

Preparation of Thermoplastic Elastomer from
Polypropylene-SIR 10 Rubber Blends with
Addition of Dicumil Peroxide as Initiator
and Divinylbenzene as a Crosslinker
Amir Hamzah Siregar*
, Yugia Muis and Destia Saera Daulay
Department of Chemistry, Faculty of Mathematic and Natural Science, North Sumatera University, Medan 20155, Indonesia
Received: October 13, 2012 / Accepted: November 10, 2012 / Published: December 25, 2012.
Abstract: Preparation of thermoplastic elastomer of Polypropylene-SIR 10 rubber blends with addition of DCP (dicumil peroxide) as
initiator and DVB (divinylbenzene) as a crosslinker has been done. Blends of Polypropylene-SIR 10 rubber with variation of weight
60/40 (w/w), 50/50 (w/w) and 40/60 (w/w) with variation concentration of DCP and DVB 1 phr, 2 phr and 3 phr were mixed into
internal mixer at temperature 180 o
C. Then, the blends were pressed at 185 o
C and specimen were molded according to the ASTM
D638. The characterization were carried out based on tensile strength testing, crosslink percentage, morphology surface analysis with
SEM and fungtional group analysis with FTIR (Fourier Transform Infra Red). The result showed that the blends of
Polypropilene-SIR 10 rubber 60/40 (w/w) with 2 phr DCP and 1 phr DVB posses a higher tensile strength with value 1.37 Kgf/mm2
and value of elongation at break 17.58%, and value of percentage crosslink 82.4%. The result of morphology test with SEM showed
that the blend was well homogenous. Spectra analysis with FT-IR has shown physical interaction among components of the blends.
Key word: Polypropylena, SIR 10 rubber, DCP, DVB, mechanical test.
1. Introduction
TPEs (thermoplastic elastomers) combine the
elastic and mechanical properties of thermoset
crosslinked rubbers with the melt processability of
thermoplastics. Today, TPEs comprise the fastest
growing rubber market. TPEs can be processed by a
variety of techniques, such as extrusion, blow
moulding, injection moulding, vacuum forming and
calendaring. TPEs play a more and more important
role in polymer industry due to their good
processability and their elastomeric properties, so
TPEs have been gaining importance because of their
wide range application in such fields as automotive
 *
Corresponding author: Amir Hamzah Siregar, M.Sc.,
research field: polymer material. E-mail:
siregar_amirhamzah@yahoo.com.
parts, household appliances, electrical equipment,
industrial supplies, food contact systems and medical
apparatus [1-6]. TPEs can be broadly classified into
two groups: block copolymers and rubber-plastic
blends. TPVs (thermoplastic vulcanisates) or DVs
(dynamic vulcanisates) are a particular family of TPEs,
which are produced via dynamic vulcanization of
non-miscible blends of rubber and a thermoplastic, i.e.,
the selective crosslinking of the rubber while
simultaneous melt mixing with the thermoplastic. As a
result, the products obtained consist of crosslinked
rubber particles dispersed in a thermoplastic matrix.
Preparation of TPVs requires a more complicated
process because the dispersed rubber phase must be
crosslinked during mixing, mostly through dynamic
vulcanization or an situ crosslinking process [7-11].
To obtain TPE with good mechanical properties,
D DAVID PUBLISHING
Preparation of Thermoplastic Elastomer from Polypropylene-SIR 10 Rubber Blends with
Addition of Dicumil Peroxide as Initiator and Divinylbenzene as a Crosslinker
1100
combination of high shear stream during mixing,
complete homogenization of the dispersed rubber
particles and avoidance of local overheating and
polymer degradation must be achieved. TPE prepared
from natural rubber, so called TPNR (thermoplastic
natural rubber), have recently gained much attention,
particularly after the emergence of dynamic
vulcanization through phenolic curatives. TPNRs can
now be prepared from the combinations of natural
rubber with various conventional plastic, such as PP,
LDPE, LLDPE as well as HDPE. TPNRs are
generally prepared by melt-mixing techniques using
an internal mixer or co-rotating twin screw extruders.
To achieve satisfactory level of vulcanization, the
rubber phase must be subjected to high temperature
during mixing for a certain time, leading to high risk
of thermal degradation. [12-15]. In this work, the
process of TPNR preparation, with melt-mixing
techniques using an internal mixer at 180 o
C, with
variation of blend ratio PP/NR (40/60, 50/50, 60/40),
various concentration of DCP (1-3 phr), DVB (1-3 phr)
were prepared and their properties were investigated.
2. Experiment
2.1 Materials
SIR 10 natural rubber was received from PTPN III
Medan Indonesia; PP was purchased from Yuhwa Ltd
Korea; DCP, DVB, Xylena produced by pa Merk were
obtained from supplier, Jakarta Indonesia.
2.2 TPNR (Preparation of Thermoplastic Natural
Rubber)
TPNRs were prepared by blending PP with SIR 10
NR in a laboratory-sized internal mixer (Heles CR 52).
Blend ratio of PP/NR was varied from 60/40, 50/50,
40/60, and ratio of DCP initiator from 1-3 phr
(control). The same procedures were studied by
adding DVB crosslinking agent with various
concentration 1-3 phr to each blend. The mixing
condition were set as follow: fill factor = 0.8, initial
chamber temperature = 180 oC, rotor speed = 30 phr
and mixing time = 15 min.
PP (polypropylene) was first loaded into the internal
mixer and pre-mixing for 5 min. After 5 min, the
rubbers (SIR 10) were added into internal mixer for 3
min. For dynamically vulcanized blend the initiator of
DCP and DVB crosslinking agent were added after 8
min of mixing. The mixing process was completed
after 7 min. Table 1 shows the mixing steps of
components in preparation of the PP/NR/DCP,
PP/NR/DCP/DVB blends.
2.3 Mechanical Properties
Tensile properties of the blend were determined in
accordance with ASTM D638 method using dumbbell
shaped specimens of the type IV in an Universal
Testing Machine, the TPNRs were shaped in a
compression mould at 185 o
C (Shimadju D6072
Dreiech). The TPNRs were preheated in the mould for
3 min, then pressed with pressing 100 Kgf/cm2
 for 10
min and finally cooled down and was got specimens.
The characterization of all specimens were carried out
based on tensile strength and elongation at break
testing using autograph testing machine (Torsee
Elektonic system). Crosshead speed of the machine
was maintained at 50 mm/min. The same procedure
was adopted for all blend systems.
2.4 Gel Content
The degree of cross-linking in the rubber was
measured after extraction in boiling xylene at 130 o
C
for 8 h. The samples were dried at room temperature
for 60 min, after xylene solution was vapoured and
subsequently weighed. The percentage of gel content
of the blends was then calculated as follow:
Gel content (%) = Wg/Wo × 100%.
Where, Wg and Wo are sample weights after and before
extraction respectively.
2.5 SEM Analysis
Morphology of the TPNRs was also examined
using a SEM (scanning electron microscope), JSM-35C 
Preparation of Thermoplastic Elastomer from Polypropylene-SIR 10 Rubber Blends with
Addition of Dicumil Peroxide as Initiator and Divinylbenzene as a Crosslinker
1101
Table 1 Mixing steps of components in preparation of the
TPNRs.
Polypropylene
 (w)
SIR 10 Rubber
(w)
DCP
(phr)
DVB
(phr)
60 40 1 -
60 40 2 -
60 40 3 -
60 40 1 1
60 40 1 2
60 40 1 3
60 40 2 1
60 40 2 2
60 40 2 3
60 40 3 1
60 40 3 2
60 40 3 3
phr: part per hundred rubber; w: weight.
model, Shimadju.
The same procedure was done also for variations of
blend ratio PP/NR (50/50, 40/60).
2.6 FTIR Studies
Thin films of different TPNRs were prepared
thoroughly in a compression molding press between
two aluminium foil sheets at 175 o
C under 100 KN
pressure. Similarly, thin film of pure PP and Rubber
SIR 10 were also prepared. FTIR studies on the thin
films were performed using the Perkin Elmer
Spectrum GX spectrometer in the range of 4,000-400
cm
-1.
3. Results and Discussion
3.1 Mechanical Properties
The mechanical properties such as tensile strength,
elongation at break of thermoplastic elastomer of
Polypropylene/Rubber/DCP blends without and with
addition of DVB (divinylbenzene) as a crosslinker has
been studied and shown in Figs. 1-4.
Fig.1 shows the relationship between tensile strength,

0/5000

Từ: -

Sang: -

Kết quả (Việt) 1: [Sao chép]

Sao chép!

Preparation of Thermoplastic Elastomer fromPolypropylene-SIR 10 Rubber Blends withAddition of Dicumil Peroxide as Initiatorand Divinylbenzene as a CrosslinkerAmir Hamzah Siregar*, Yugia Muis and Destia Saera DaulayDepartment of Chemistry, Faculty of Mathematic and Natural Science, North Sumatera University, Medan 20155, IndonesiaReceived: October 13, 2012 / Accepted: November 10, 2012 / Published: December 25, 2012.Abstract: Preparation of thermoplastic elastomer of Polypropylene-SIR 10 rubber blends with addition of DCP (dicumil peroxide) asinitiator and DVB (divinylbenzene) as a crosslinker has been done. Blends of Polypropylene-SIR 10 rubber with variation of weight60/40 (w/w), 50/50 (w/w) and 40/60 (w/w) with variation concentration of DCP and DVB 1 phr, 2 phr and 3 phr were mixed intointernal mixer at temperature 180 oC. Then, the blends were pressed at 185 oC and specimen were molded according to the ASTMD638. The characterization were carried out based on tensile strength testing, crosslink percentage, morphology surface analysis withSEM and fungtional group analysis with FTIR (Fourier Transform Infra Red). The result showed that the blends ofPolypropilene-SIR 10 rubber 60/40 (w/w) with 2 phr DCP and 1 phr DVB posses a higher tensile strength with value 1.37 Kgf/mm2and value of elongation at break 17.58%, and value of percentage crosslink 82.4%. The result of morphology test with SEM showedthat the blend was well homogenous. Spectra analysis with FT-IR has shown physical interaction among components of the blends.Key word: Polypropylena, SIR 10 rubber, DCP, DVB, mechanical test.1. IntroductionTPEs (thermoplastic elastomers) combine theelastic and mechanical properties of thermosetcrosslinked rubbers with the melt processability ofthermoplastics. Today, TPEs comprise the fastestgrowing rubber market. TPEs can be processed by avariety of techniques, such as extrusion, blowmoulding, injection moulding, vacuum forming andcalendaring. TPEs play a more and more importantrole in polymer industry due to their goodprocessability and their elastomeric properties, soTPEs have been gaining importance because of theirwide range application in such fields as automotive *Corresponding author: Amir Hamzah Siregar, M.Sc.,research field: polymer material. E-mail:siregar_amirhamzah@yahoo.com.parts, household appliances, electrical equipment,industrial supplies, food contact systems and medicalapparatus [1-6]. TPEs can be broadly classified intotwo groups: block copolymers and rubber-plasticblends. TPVs (thermoplastic vulcanisates) or DVs(dynamic vulcanisates) are a particular family of TPEs,which are produced via dynamic vulcanization ofnon-miscible blends of rubber and a thermoplastic, i.e.,the selective crosslinking of the rubber whilesimultaneous melt mixing with the thermoplastic. As aresult, the products obtained consist of crosslinkedrubber particles dispersed in a thermoplastic matrix.Preparation of TPVs requires a more complicatedprocess because the dispersed rubber phase must becrosslinked during mixing, mostly through dynamicvulcanization or an situ crosslinking process [7-11].To obtain TPE with good mechanical properties,D DAVID PUBLISHINGPreparation of Thermoplastic Elastomer from Polypropylene-SIR 10 Rubber Blends withAddition of Dicumil Peroxide as Initiator and Divinylbenzene as a Crosslinker1100combination of high shear stream during mixing,complete homogenization of the dispersed rubberparticles and avoidance of local overheating andpolymer degradation must be achieved. TPE preparedfrom natural rubber, so called TPNR (thermoplasticnatural rubber), have recently gained much attention,particularly after the emergence of dynamicvulcanization through phenolic curatives. TPNRs cannow be prepared from the combinations of naturalrubber with various conventional plastic, such as PP,LDPE, LLDPE as well as HDPE. TPNRs aregenerally prepared by melt-mixing techniques usingan internal mixer or co-rotating twin screw extruders.To achieve satisfactory level of vulcanization, therubber phase must be subjected to high temperatureduring mixing for a certain time, leading to high riskof thermal degradation. [12-15]. In this work, theprocess of TPNR preparation, with melt-mixingtechniques using an internal mixer at 180 oC, withvariation of blend ratio PP/NR (40/60, 50/50, 60/40),various concentration of DCP (1-3 phr), DVB (1-3 phr)were prepared and their properties were investigated.2. Experiment2.1 MaterialsSIR 10 natural rubber was received from PTPN IIIMedan Indonesia; PP was purchased from Yuhwa LtdKorea; DCP, DVB, Xylena produced by pa Merk wereobtained from supplier, Jakarta Indonesia.2.2 TPNR (Preparation of Thermoplastic NaturalRubber)TPNRs were prepared by blending PP with SIR 10NR in a laboratory-sized internal mixer (Heles CR 52).Blend ratio of PP/NR was varied from 60/40, 50/50,40/60, and ratio of DCP initiator from 1-3 phr(control). The same procedures were studied byadding DVB crosslinking agent with variousconcentration 1-3 phr to each blend. The mixingcondition were set as follow: fill factor = 0.8, initialchamber temperature = 180 oC, rotor speed = 30 phrand mixing time = 15 min.PP (polypropylene) was first loaded into the internalmixer and pre-mixing for 5 min. After 5 min, therubbers (SIR 10) were added into internal mixer for 3min. For dynamically vulcanized blend the initiator ofDCP and DVB crosslinking agent were added after 8min of mixing. The mixing process was completedafter 7 min. Table 1 shows the mixing steps ofcomponents in preparation of the PP/NR/DCP,PP/NR/DCP/DVB blends.2.3 Mechanical PropertiesTensile properties of the blend were determined inaccordance with ASTM D638 method using dumbbellshaped specimens of the type IV in an UniversalTesting Machine, the TPNRs were shaped in acompression mould at 185 oC (Shimadju D6072Dreiech). The TPNRs were preheated in the mould for3 min, then pressed with pressing 100 Kgf/cm2 for 10min and finally cooled down and was got specimens.The characterization of all specimens were carried outbased on tensile strength and elongation at breaktesting using autograph testing machine (TorseeElektonic system). Crosshead speed of the machinewas maintained at 50 mm/min. The same procedurewas adopted for all blend systems.2.4 Gel ContentThe degree of cross-linking in the rubber wasmeasured after extraction in boiling xylene at 130 oCfor 8 h. The samples were dried at room temperaturefor 60 min, after xylene solution was vapoured andsubsequently weighed. The percentage of gel contentof the blends was then calculated as follow:Gel content (%) = Wg/Wo × 100%.Where, Wg and Wo are sample weights after and beforeextraction respectively.2.5 SEM AnalysisMorphology of the TPNRs was also examinedusing a SEM (scanning electron microscope), JSM-35C Preparation of Thermoplastic Elastomer from Polypropylene-SIR 10 Rubber Blends withAddition of Dicumil Peroxide as Initiator and Divinylbenzene as a Crosslinker1101Table 1 Mixing steps of components in preparation of theTPNRs.Polypropylene (w)SIR 10 Rubber(w)DCP(phr)
DVB
(phr)
60 40 1 -
60 40 2 -
60 40 3 -
60 40 1 1
60 40 1 2
60 40 1 3
60 40 2 1
60 40 2 2
60 40 2 3
60 40 3 1
60 40 3 2
60 40 3 3
phr: part per hundred rubber; w: weight.
model, Shimadju.
The same procedure was done also for variations of
blend ratio PP/NR (50/50, 40/60).
2.6 FTIR Studies
Thin films of different TPNRs were prepared
thoroughly in a compression molding press between
two aluminium foil sheets at 175 o
C under 100 KN
pressure. Similarly, thin film of pure PP and Rubber
SIR 10 were also prepared. FTIR studies on the thin
films were performed using the Perkin Elmer
Spectrum GX spectrometer in the range of 4,000-400
cm
-1.
3. Results and Discussion
3.1 Mechanical Properties
The mechanical properties such as tensile strength,
elongation at break of thermoplastic elastomer of
Polypropylene/Rubber/DCP blends without and with
addition of DVB (divinylbenzene) as a crosslinker has
been studied and shown in Figs. 1-4.
Fig.1 shows the relationship between tensile strength,

đang được dịch, vui lòng đợi..

Kết quả (Việt) 2:[Sao chép]

Sao chép!

Chuẩn bị Thermoplastic Elastomer từ
Polypropylene-SIR 10 Cao su Hòa quyện với
Bổ sung Dicumil Peroxide là Initiator
và Divinylbenzene như một Crosslinker
Amir Hamzah Siregar
*, Yugia MUIS và Destia Saera Daulay
Khoa Hóa, Khoa Toán và Khoa học tự nhiên, Đại học Bắc Sumatera, Medan 20.155, Indonesia
đã nhận: ngày 13 tháng 10 năm 2012 / Được chấp nhận: ngày 10 tháng 11 năm 2012 / Xuất bản: 25 tháng 12, 2012.
Tóm tắt: Chuẩn bị elastomer dẻo của Polypropylene-SIR 10 cao su hỗn hợp với bổ sung các DCP (dicumil peroxide) là
người khởi xướng và DVB ( divinylbenzene) như một crosslinker đã được thực hiện. Hòa quyện của Polypropylene-SIR 10 cao su với sự thay đổi trọng lượng
60/40 (w / w), 50/50 (w / w) và 40/60 (w / w) với nồng độ biến thể của DCP và DVB 1 PHR, 2 PHR và 3 PHR đã trộn vào
máy trộn nội bộ ở nhiệt độ 180 o
C. Sau đó, hỗn hợp được ép ở 185 o
C và mẫu vật đã được đúc theo tiêu chuẩn ASTM
D638. Các đặc tính đã được thực hiện dựa trên các thử độ bền kéo, tỷ lệ phần trăm Crosslink, phân tích bề mặt hình thái học với
SEM và phân tích nhóm fungtional với FTIR (Fourier transform Infra Red). Kết quả cho thấy sự pha trộn của
Polypropilene-SIR 10 cao su 60/40 (w / w) với 2 PHR DCP và 1 PHR DVB sở hữu một sức mạnh bền kéo cao hơn với giá trị 1,37 kgf / mm2
và giá trị của độ giãn dài tại điểm gãy 17,58%, và giá trị tỷ lệ phần trăm Crosslink 82,4%. Kết quả của việc kiểm tra hình thái học với SEM cho thấy
rằng sự pha trộn cũng đã được đồng nhất. Phân tích quang phổ với FT-IR đã thể hiện sự tương tác vật lý giữa các thành phần của hỗn hợp.
Từ khóa: Polypropylena, SIR 10 cao su, DCP, DVB, thử nghiệm cơ khí.
1. Introduction
TPEs (chất đàn hồi nhiệt dẻo) kết hợp các
tính chất đàn hồi và cơ học của phản ứng nhiệt
cao su được liên kết ngang với các processability tan chảy của
nhựa nhiệt dẻo. Hôm nay, TPEs gồm nhanh nhất
thị trường cao su ngày càng tăng. TPEs có thể được xử lý bởi một
loạt các kỹ thuật, chẳng hạn như đùn, thổi
khuôn, ép phun, chân không hình thành và
lịch. TPEs chơi một nhiều hơn và quan trọng hơn
vai trò trong ngành công nghiệp polymer do tốt của họ
processability và tính đàn hồi của họ, vì vậy
TPEs đã đạt được tầm quan trọng vì họ
phạm vi ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như ô tô
*
tác giả tương ứng: Amir Hamzah Siregar, thạc sĩ ,
lĩnh vực nghiên cứu: vật liệu polymer. : E-mail
siregar_amirhamzah@yahoo.com.
Phụ tùng, thiết bị gia dụng, thiết bị điện,
vật tư công nghiệp, hệ thống tiếp xúc thực phẩm và y tế
bộ máy [1-6]. TPEs có thể được chia thành
hai nhóm: copolyme khối và cao su-nhựa
hỗn hợp. TPVs (vulcanisates nhiệt dẻo) hoặc TTY
(vulcanisates động) là một gia đình đặc biệt của TPEs,
được sản xuất thông qua lưu hóa năng động của
hỗn hợp không thể trộn lẫn cao su và một nhựa nhiệt dẻo, tức là,
các liên kết ngang có chọn lọc của cao su trong khi
nóng chảy đồng thời trộn với nhựa nhiệt dẻo . Như một
kết quả, các sản phẩm thu được gồm crosslinked
hạt cao su phân tán trong một ma trận nhiệt dẻo.
Chuẩn bị TPVs đòi hỏi phức tạp hơn
quá trình bởi vì giai đoạn cao su phân tán phải được
liên kết ngang trong quá trình trộn, chủ yếu là thông qua năng động
lưu hóa hoặc một quá trình crosslinking situ [7-11 ].
Để có được TPE có cơ tính tốt,
D DAVID XUẤT BẢN
Chuẩn bị Thermoplastic Elastomer từ Polypropylene-SIR 10 Cao su Hòa quyện với
Bổ sung Dicumil Peroxide là Initiator và Divinylbenzene như một Crosslinker
1100
kết hợp của dòng cắt cao trong quá trình trộn,
đồng nhất hoàn toàn phân tán cao su
hạt và tránh quá nóng và địa phương
polymer phân hủy phải đạt được. TPE chuẩn bị
từ cao su tự nhiên, vì vậy được gọi là TPNR (nhiệt dẻo
cao su tự nhiên), gần đây đã đạt được nhiều sự chú ý,
đặc biệt là sau sự xuất hiện của động
lưu hóa thông qua curatives phenolic. TPNRs thể
doanh nghiệp được điều chế từ sự kết hợp của tự nhiên
cao su với nhựa thông thường khác nhau, chẳng hạn như PP,
LDPE, LLDPE cũng như HDPE. TPNRs được
thường được chuẩn bị bởi các kỹ thuật làm tan chảy trộn bằng cách sử dụng
một máy trộn nội bộ hoặc máy đùn trục vít đôi đồng quay.
Để đạt được mức độ thỏa đáng lưu hóa, các
giai đoạn cao su phải chịu nhiệt độ cao
trong quá trình trộn trong một thời gian nhất định, dẫn đến nguy cơ cao
của nhiệt suy thoái. [12-15]. Trong tác phẩm này, các
quá trình TPNR chuẩn bị, với tan trộn
kỹ thuật sử dụng một máy trộn nội bộ tại 180 o
C, với
sự thay đổi của tỷ lệ pha trộn PP / NR (40/60, 50/50, 60/40),
nồng độ khác nhau của DCP (1-3 PHR), DVB (1-3 PHR)
đã được chuẩn bị và tài sản của họ đã được nghiên cứu.
2. Thử nghiệm
2.1 Vật liệu
SIR 10 cao su tự nhiên đã nhận được từ PTPN III
Medan Indonesia; PP đã được mua từ Yuhwa Ltd
Hàn Quốc; DCP, DVB, Xylena sản xuất bởi pa Merk đã
thu được từ các nhà cung cấp, Jakarta Indonesia.
2.2 TPNR (Chuẩn bị nhựa nhiệt dẻo Natural
Rubber)
TPNRs đã được chuẩn bị bằng cách pha trộn PP với SIR 10
khu bảo tồn trong một máy trộn nội bộ phòng thí nghiệm có kích thước (Heles CR 52).
Blend tỷ lệ PP / NR đã được thay đổi từ 60/40, 50/50,
40/60, và tỷ lệ DCP khởi 1-3 PHR
(kiểm soát). Những thủ tục được nghiên cứu bằng
cách thêm DVB đại lý liên kết ngang với nhiều
nồng độ 1-3 PHR cho mỗi pha trộn. Sự pha trộn
điều kiện đã được thiết lập như sau: điền vào yếu tố = 0,8, ban đầu
nhiệt độ buồng = 180 oC, rotor tốc độ = 30 PHR
và thời gian trộn = 15 phút.
PP (polypropylene) lần đầu tiên được nạp vào bên trong
máy trộn và pre-trộn trong 5 phút . Sau 5 phút,
cao su (SIR 10) đã được thêm vào máy trộn nội bộ trong 3
phút. Đối với sự pha trộn tự động lưu hóa khởi của
DCP và DVB đại lý crosslinking đã được thêm vào sau 8
phút trộn. Quá trình trộn được hoàn thành
sau 7 phút. Bảng 1 cho thấy các bước pha trộn của các
thành phần trong chuẩn bị của các PP / NR / DCP,
hỗn hợp PP / NR / DCP / DVB.
2.3 Cơ Thuộc
tính bền kéo của sự pha trộn được xác định trong
theo phương pháp ASTM D638 sử dụng quả tạ
hình mẫu của các loại IV trong một phổ
Testing Machine, các TPNRs đã được định hình trong một
khuôn nén ở 185 o
C (Shimadju D6072
Dreiech). Các TPNRs đã được làm nóng trước ở mốc cho
3 phút, sau đó được ép với cách nhấn 100 kgf / cm2
trong 10
phút và cuối cùng hạ nhiệt và là mẫu vật có.
Các đặc tính của tất cả các mẫu vật đã được tiến hành
dựa trên độ bền kéo và độ giãn dài tại điểm gãy
thử nghiệm bằng cách sử dụng chữ ký kiểm tra máy (Torsee
hệ thống Elektonic). Tốc độ con trượt của máy
được duy trì ở mức 50 mm / phút. Các thủ tục tương tự
được áp dụng cho tất cả các hệ thống pha trộn.
2.4 Gel Nội dung
Mức độ liên kết ngang trong cao su đã được
đo sau khi khai thác trong nước sôi ở 130 o xylene
C
trong 8 h. Các mẫu được sấy khô ở nhiệt độ phòng
trong 60 phút, sau khi giải pháp xylene được vapoured và
sau đó cân nặng. Tỷ lệ của nội dung gel
của hỗn hợp sau đó đã được tính toán như
sau:. Nội dung Gel (%) = Wg / Wo × 100%
đâu, Wg và Wo là trọng lượng mẫu trước và
sau. Khai thác tương ứng
2,5 SEM Phân tích
hình thái học của TPNRs cũng là kiểm tra
bằng cách sử dụng một SEM (kính hiển vi điện tử quét), JSM-35C
Chuẩn bị Thermoplastic Elastomer từ Polypropylene-SIR 10 Cao su Hòa quyện với
Bổ sung Dicumil Peroxide là Initiator và Divinylbenzene như một Crosslinker
1101
Bảng 1 Pha trộn các bước của các thành phần chuẩn bị của
TPNRs.
Polypropylene
(w)
SIR 10 Cao su
(w)
DCP
(PHR)
DVB
(PHR)
60 40 1 -
60 40 2 -
60 40 3 -
60 40 1 1
60 40 1 2
60 40 1 3
60 40 2 1
60 40 2 2
60 2 3 40
60 40 3 1
60 40 3 2
60 40 3 3
PHR: part per trăm cao su; w:. trọng
lượng. mô hình, Shimadju
Các thủ tục tương tự đã được thực hiện cũng cho các biến thể
của. Tỷ lệ pha trộn PP / NR (50/50, 40/60)
2,6 FTIR Nghiên cứu
Thin phim của TPNRs khác nhau đã được chuẩn bị
kỹ lưỡng trong một báo đúc nén giữa
hai nhôm tấm ở 175 o
C dưới 100 KN
áp. Tương tự như vậy, màng mỏng PP tinh khiết và cao su
SIR 10 cũng đã được chuẩn bị. Nghiên cứu FTIR trên mỏng
phim được thực hiện bằng cách sử dụng Perkin Elmer
phổ Spectrum GX trong khoảng 4,000-400
cm
-1.
3. Kết quả và thảo luận
3.1 Cơ Thuộc tính
Các tính chất cơ học như độ bền kéo,
độ giãn dài tại điểm gãy của chất đàn hồi nhiệt dẻo của
Polypropylene / Cao su / DCP pha trộn không có và
bổ sung các DVB (divinylbenzene) như một crosslinker đã
được nghiên cứu và thể hiện trong Figs. 1-4.
Hình 1 cho thấy mối quan hệ giữa độ bền kéo,

đang được dịch, vui lòng đợi..

Kết quả (Việt) 3:[Sao chép]

Sao chép!

đang được dịch, vui lòng đợi..

Các ngôn ngữ khác

Hỗ trợ công cụ dịch thuật: Albania, Amharic, Anh, Armenia, Azerbaijan, Ba Lan, Ba Tư, Bantu, Basque, Belarus, Bengal, Bosnia, Bulgaria, Bồ Đào Nha, Catalan, Cebuano, Chichewa, Corsi, Creole (Haiti), Croatia, Do Thái, Estonia, Filipino, Frisia, Gael Scotland, Galicia, George, Gujarat, Hausa, Hawaii, Hindi, Hmong, Hungary, Hy Lạp, Hà Lan, Hà Lan (Nam Phi), Hàn, Iceland, Igbo, Ireland, Java, Kannada, Kazakh, Khmer, Kinyarwanda, Klingon, Kurd, Kyrgyz, Latinh, Latvia, Litva, Luxembourg, Lào, Macedonia, Malagasy, Malayalam, Malta, Maori, Marathi, Myanmar, Mã Lai, Mông Cổ, Na Uy, Nepal, Nga, Nhật, Odia (Oriya), Pashto, Pháp, Phát hiện ngôn ngữ, Phần Lan, Punjab, Quốc tế ngữ, Rumani, Samoa, Serbia, Sesotho, Shona, Sindhi, Sinhala, Slovak, Slovenia, Somali, Sunda, Swahili, Séc, Tajik, Tamil, Tatar, Telugu, Thái, Thổ Nhĩ Kỳ, Thụy Điển, Tiếng Indonesia, Tiếng Ý, Trung, Trung (Phồn thể), Turkmen, Tây Ban Nha, Ukraina, Urdu, Uyghur, Uzbek, Việt, Xứ Wales, Yiddish, Yoruba, Zulu, Đan Mạch, Đức, Ả Rập, dịch ngôn ngữ.