Stiren-bütadien kauçuğun özelliklerinin farklı nanodolgularla geliştirilmesi

Bu çalışmada, metakrilat-fonksiyonlu polihedral oligomerik silseskuokzan (MA-POSS) ve oktaisobütil POSS (OIB-POSS) nanopartiküllerin stiren-butadien kauçuk (SBR) kompozitlerine eklenmesi reolojik, mekanik ve morfolojik özellikler açısından değerlendirilmiştir. Kauçuk nanokompozitlerin yaşlanma prosesi ve çapraz bağ yoğunluğu da nanodolgular varlığında incelenmiştir. SBR nanokompozitlerinin kükürt vulkanizasyonu özellikleri döner kalıp reometresi ile belirlenmiştir. MA-POSS ve OIB-POSS'un SBR kompozitlerine eklenmesinin pişme süresini uzattığı ve çapraz bağ yoğunluğunu azalttığı belirlenmiştir. MA-POSS/OIB-POSS nanopartikülleri ile SBR matrisi arasındaki iyi etkileşim ve POSS'un iyi dağılımı nedeniyle, nanokompozitlerin mekanik özelliklerinin nanodolgu içermeyen referans bileşiğinden daha iyi olduğu bulunmuştur. SBR matrisinde MA-POSS/OIB-POSS'un varlığı ve rastgele dağılımı TEM analizi ile doğrulanmıştır. Nanokompozitlerin Flory-Rehner ile hesaplanan çapraz bağ yoğunlukları, artan POSS miktarı ile azalmıştır. Ayrıca, termal yaşlandırma ile POSS/SBR nanokompozitlerinin mekanik özellikleri ve çapraz bağ yoğunluğunun önemli ölçüde azaldığı görülmüştür. Tiyol ve vinil grupları ile modifiye edilmiş halloysit nanotüplerin (HNT) ve montmorillonit nanokillerin (MMT) SBR matrisine dahil edilmesi de aynı özellikler açısından değerlendirilmiştir. SBR/HNT-Tiyol nanokompozitinin, tiyol gruplarındaki kükürtten dolayı saf HNT veya HNT-Vinil ile hazırlanan diğer SBR nanokompozitlerinden daha fazla çapraz bağ oluşumuna katkıda bulunduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, saf veya modifiye edilmiş HNT içeren SBR nanokompozitleri, referans numunesine göre gelişmiş mekanik özellikler sağlamıştır. İlginç bir şekilde, SBR/MMT-Tiyol nanokompozitinin, SBR/MMT ve SBR/MMT-Vinil'den daha düşük çapraz bağ yoğunluğuna ve daha kötü mekanik özelliklere sahip olduğu bulunmuştur. Bu bulgu, nanodolgu şeklinin de karışımın reaksiyon mekanizmasında ve çapraz bağ oluşumunda büyük önem taşıdığını ortaya çıkarmıştır. Mekanik özelliklerdeki artışların, HNT ve MMT'nin çapraz bağlama etkisinden ziyade takviye etkisiyle daha fazla ilişkili olduğu anlaşılmıştır. Ayrıca termal yaşlanma ile SBR/HNT ve SBR/MMT nanokompozitlerinin çapraz bağ yoğunlukları ve mekanik dayanımları artmıştır. Bu sonuç ısı oluşumu ile ilave çapraz bağ oluşumunu ifade eden post-cure etkisini doğrulamıştır. Anahtar Kelimeler: Haloysit, kauçuk, montmorillonit, nanokompozit, polihedral oligomerik silseskuokzan, stiren-bütadien kopolimeri