حضور پرکننده در بستر مواد پلیمری از طریق پدیده های هیدرودینامیک، برهم کنش های بین پرکننده-پلیمر و پرکننده-پرکننده، باعث تغییر خواص مکانیکی، دینامیکی-مکانیکی، رئولوژیکی و حتی رفتار تورمی مواد مرکب لاستیکی می شود. تورم در مواد مرکب لاستیکی علاوه بر تاثیر مستقیم بر زنجیرهای پلیمر، ساختارهای دیگری مانند شبکه ی پرکننده را نیز تحت تاثیر قرار داده بطوری که خواص مکانیکی بطور ناگهانی کاهش یابد. در این تحقیق، مواد مرکب لاستیک نیتریل-سیلیکا در غلظت های مختلفی از نانوسیلیکای اصلاح شده تهیه شد و با آزمون های رئولوژی، مکانیکی، دینامیکی-مکانیکی ساختار مواد مرکب ارزیابی و بررسی شد. همچنین مشخص شد که شبکه ی پرکننده نمونه ای که حاوی مقدار بیش از آستانه اشباع phr13 پرکننده باشد سهم بسزایی در خواص مکانیکی دارد. جهت بررسی اثر تورم بر ساختار سری مواد مرکب تهیه شده، حلال هایی با درجه های مختلفی از حلالیت بکار گرفته شد. خواص مکانیکی مواد مرکب لاستیکی که در هر یک از حلال ها به تورم تعادلی رسیده اند، اندازه گیری شد. افت خواص مکانیکی نمونه های حاوی 4/14، 20 و phr6/25 سیلیکا از حالت خشک نسبت به متورم شده در حلال محتوی 15 درصد تولوئن، بسیار چشمگیر است. تغییرات شدید خواص مکانیکی که در کم ترین تورم به حذف سریع شبکه ی پرکننده نسبت داده می شود. بنابراین کنترل تورم در قطعات لاستیکی مجاور حلال نقش اساسی در عملکرد این قطعات بازی می کند.

تولید و انباشت روز افزون لاستیک های فرسوده در دهه های اخیر سبب بروز خطرها و مشکل های زیست محیطی و بهداشتی در سراسر جهان شده است. برای مدیریت این مواد، به تازگی امکان استفاده از این مصالح را در پروژه های عمرانی به صورت مخلوط خاک - خرده لاستیک مطرح کرده اند. در گذشته مطالعه هایی بر روی مخلوط های رس - خرده لاستیک انجام شده ولی رفتار تورمی، ویژگی های تحکیمی و نشست پذیری خاک های رسی مخلوط با خرده لاستیک به خوبی معلوم نمی باشد. برای این منظور، چندین نمونه از مخلوط های رس - خرده لاستیک حاوی مقدارهای وزنی 10%، 20% و 30% خرده لاستیک تهیه شده و بر روی آن ها آزمایش های تراکم و تحکیم ادئومتری انجام می شود. نتیجه ها نشان می دهند که در اثر افزودن خرده لاستیک توانایی تورمی خاک های رسی کاهش می یابد به طوری که مقدارهای تورم آزاد و فشار تورمی نمونه های مخلوط دارای 30% خرده لاستیک با تقریب ناچیز است. نتیجه ها بیان گر آن است که اندازه خرده لاستیک بر تورم آزاد و فشار تورمی نمونه های مسلح شده با خرده لاستیک اثر می گذارد. همچنین نتیجه های آزمایش های تحکیم نشان می دهند که شاخص تحکیم نمونه های مخلوط با افزایش درصد خرده لاستیک کاهش و از سوی دیگر، شاخص تورم آن ها افزایش می یابد. افزون بر این، رفتار نشست پذیری نمونه ها به اندازه خرده لاستیک و درصد خرده لاستیک بستگی دارد.

افزودن لاستیک بازیافتی سبب تغییر خواص رئولوژی و ویسکوالاستیک مواد لاستیکی نو شده، مشکلات فرایندی ایجاد می کند. در این پژوهش، اثر افزودن لاستیک بازیافتی بر خواص رئولوژی لاستیک طبیعی به وسیله دستگاه تحلیل فرایند لاستیک بررسی شده است. نتایج این بررسیها نشان می دهد که در کرنشهای برشی کم، وجود پر کننده در لاستیک بازیافتی باعث افزایش مدول و گشتاور ذخیره (′G و ′S) و کاهش مدول و گشتاور اتلاف (″G و ″S) نسبت به لاستیک طبیعی می شود. اما، در کرنشهای برشی متوسط، محدوده رفتار ویسکوالاستیک غیر خطی در لاستیکهای بازیافتی در مقایسه با لاستیک طبیعی طولانی تر است. در کرنشهای برشی زیاد رفتار ویسکوالاستیک غیر خطی به شدت کاهش می یابد و روندی مشابه کرنشهای برشی کم بر آن حکمفرماست، با این تفاوت که طول این محدوده در لاستیک بازیافتی و آمیخته ها کوتاهتر از لاستیک طبیعی است. رفتار ویسکوالاستیک آمیخته های لاستیک طبیعی و لاستیک بازیافتی شبیه پلیمری است که سهم بیشتری در ساختار آمیخته دارد. اما، مقدار گشتاور و مدول (هم ذخیره و هم اتلاف) در همه آمیخته ها به دلیل عدم سازگاری و ناهمگنی فازی کامل، کمتر از لاستیک بازیافتی و لاستیک طبیعی خالص است. به همین دلیل کشسانی آمیخته ها کمتر از مقدار پیش بینی شده بر اساس قانون مخلوطهای ایده ال است.

لاستیک ها، بخش قابل توجهی از دنیای بزرگ پلیمرها را تشکیل می دهند؛ یکی از نقاط ضعف آمیزه های لاستیکی مقاومت تورمی لاستیک ها در برابر حلال ها است. با قرارگرفتن یک آمیزه ی لاستیکی پخت شده در معرض حلال، در اثر ورود مولکول های حلال به داخل سامانه ی ماده، تورم اتفاق خواهد افتاد. تورم در لاستیک ها، یک پدیده ی فیزیکی از نوع نفوذ کنترل است و تابع چند متغیر بوده که هرکدام به نسبت اثرگذاری خود، سهمی را در پدیده ی تورم دارا هستند. میزان تورم تابعیتی از ماهیت شیمیایی پلیمر و حلال دارد. دانش اصلی در زمینه ی تورم پلیمرهای شبکه ای شده، توسط فلوری و رینر بنیان نهاده شده است؛ ولی معادلات پیشنهادی ایشان، برای موارد صنعتی (حلال های مرکب یا آمیزه های پلیمری و. . . ) همچنان جای توسعه ی بسیاری دارد. عواملی بسیاری در پدیده ی تورم اثر دارند؛ از جمله ی این عوامل چگالی اتصالات عرضی لاستیک، پرکننده، حجم آزاد سامانه، ضریب نفوذ حلال، برهم کنش پلیمر و حلال، حجم مولار حلال، دما، زمان و غیره است. اثر سیستم پخت، به صورت عاملی ممانعت کننده در برابر نفوذ حلال است. یکی از مهم ترین عوامل موثر در میزان پدیده ی تورم، تراکم اتصالات عرضی بوده و اثری به صورت عامل ممانعت کننده در برابر نفوذ حلال و کاهش تورم دارد. ضریب نفوذ، متغیری سینتیکی است و به عنوان معیاری از توانایی نفوذ حلال به داخل سیستم ماده مطرح می شود. میزان ضریب نفوذ حلال، در تورم آمیزه های لاستیکی، با افزایش تراکم پخت دارای مقداری کاهشی است که نهایتا باعث کاهش میزان تورم می شود. هدف این پژوهش، مطالعه ی اثر تراکم پخت بر سینتیک تورم و نرخ نفوذ حلال در آمیزه های لاستیکی است.

استفاده از تراشه لاستیک به ­عنوان افزودنی به خاک یکی از گزینه های به­ کارگیری لاستیک های فرسوده است. تراشه به­ دلیل شکل پولکی هنگام اختلاط با خاک به ­صورت افقی قرار می گیرد و ازاین­ رو معمولاً در پژوهش ها اثر زاویه داری تراشه لحاظ نشده است. در این پژوهش مطالعات آزمایشگاهی بر روی ماسه مسلح شده با تراشه های لاستیکی انجام شده است. بررسی اثر زاویه داری تراشه های لاستیکی و درصد حجمی تراشه بخش های اصلی این پژوهش را تشکیل می دهد. برای تأمین زاویه داری از یک قالب ابتکاری استفاده شده است. جهت مسلح­ سازی خاک از تراشه با درصدهای حجمی 0، 20، 40، 60 و 100 درصد استفاده گردیده و تراشه های لاستیک در زوایای 0، 25 و 50 درجه نسبت به افق در نمونه قرار گرفتند. نمونه ها به­ وسیله آزمایش برش مستقیم بزرگ مقیاس با ابعاد 30×30 سانتی متر تحت سه سربار 30، 80 و 160 کیلوپاسکال مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج حاکی از آن است که با افزایش تنش عمودی و همچنین افزایش زاویه داری، مقاومت برشی مخلوط ماسه- تراشه لاستیک افزایش می یابد. نتایج نشان می دهد که نمونه با 60% تراشه لاستیک بالاترین مقاومت را نشان می دهد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDf) مراجعه فرمایید.

آثار مقدار پودر لاستیک بازیافتی (RRP) وسیستمهای و ولکانش معمولی (CV) ، نیمه کارا (Semi-EV) و کارا (EV) روی خصوصیات پخت و خواص مکانیکی مخلوطهای لاستیک طبیعی و پودر لاستیک بازیافتی (RRP/NR) آزمودهشد. حداقل گشتاور نیرو، حداکثر گشتاور نیرو و اختلاف آنها با افزایش مقدار پودر لاستیک طبیعی در مخلوطهای RRP/NR افزایش یافت، در حالی که زمان برشتگی و زمان پخت روندی مخالف را نشان دادند. مخلوطهای RRP/NR پخت شده با سیستم وولکانش معمولی از بالاترین میزان حداقل گشتاورنیرو، حداکثر گشتاور نیرو و اختلاف آنها برخوردار بودند، امازمان پخت (T90) برای آنها طولانی تر شد. با افزایش مقدار RRP در مخلوطهای RRP/NR مدول کششی و سختی افزایش یافت، ولی استحکام کششی، استحکام پارگی،جهندگی و ازدیاد طول تا پارگی کاهش یافت. گرچه سیستم پخت معمولی بیشترین مدول کششی و سختی را نشان داد، ولی مخلوطهای RRP/NR پخت شده با سیستم وولکانش کارا از بالاترین استحکام کششی، استحکام پارگی، جهندگی و ازدیاد طول تا پارگی برخوردار بودند و سیستمهای وولکانش نیمه کارا و معمولی در رده های بعدی قرار گرفتند.

به طور کلی لاستیک های بسیار زیادی در جهان تولید می شود و امکان دفع این زباله ها در محیط زیست وجود ندارد؛ زیرا تایر با سرعت بسیار کمی تجزیه می شود؛ و آلودگی های زیادی تولید می نماید؛ بنابراین استفاده بهینه از این ضایعات به یک ضرورت تبدیل شده است. از ضایعات می توان برای بهبود برخی خواص مکانیکی بتن استفاده نمود. در همین راستا در تحقیق حاضر، خواص مقاومت فشاری 7 روزه و 28 روزه خرده لاستیک و پودر لاستیک به همراه نانوسیلیس مورد بررسی قرار گرفته است. نسبت آب به سیمان در طرح ها ثابت بوده و از خرده لاستیک به ابعاد 9.5 - 4.75 میلی متر و پودر لاستیک به ابعاد 0.6 میلی متر استفاده شده است. در این مقاله مقدار لاستیک به صورت درصد وزنی سیمان %5، %10 و %15 استفاده شده و نانوسیلیس به میزان %2 و %3 به مخلوط های دارای لاستیک اضافه شده است که شاهد بهبود نحوه شکست و افزایش مقاومت فشاری در این نوع بتن هستیم.