Líonóir Frith-Aosú Bithmhais Hibrid Úrscéalta do Chomhchodanna Rubair Stiréine-bútaidhé-éin Cuid 2

Déan teagmháil le do thoiloscar.xiao@wecistanche.comle haghaidh tuilleadh eolais

3. Torthaí agus Plé

3.1. Tréithriú Silica-s-TP

Léirigh Fíor 2a speictrim FTIR de shilice pristine, TP, agus shilice-s-TP faoi seach. Tá an speictream do shilice i láthair buaiceanna sainiúla ag 3440 cm- agus 1630 cm-I, faoi seach, faoi úinéireacht an ghrúpa hiodrocsaile atá ag síneadh le haghaidh hiodrocsaile silanóil agus an grúpa hiodrocsaile ag lúbadh uisce súite ar an dromchla shilice[27]. Mar a léirítear i speictream infridhearg TP, cuirtear na beanna tipiciúla ag 3340 cm-1 agus 1348 cm-l i leith an síneadh agus lúbthachta hidrigine saor in aisce nó inmhóilíneach, faoi seach. Ina theannta sin, cuirtear na beanna ag 1698 cm-l, 1621 cm-I, agus 1448 cm-I i leith C=O síneadh, C=C creathadh ar an bhfáinne, agus lúbadh CH, faoi seach. . Idir an dá linn, cuirtear na beanna ag 1144 cm-Iand 1034 cm-' i leith an CO-Cstretching [32]. Ag comparáid idir an silica-s-TP leis an TP íon, léiríonn an speictream infridhearg silica-s-TP speictream tipiciúil cosúil le shilice.cistéirTá na beanna tréithiúla de TP dofheicthe sa speictream shilice-s-TP mar gheall ar an méid beag TP a ghreamaítear ar an dromchla shilice. Is féidir le braiteadh níos íogaire ar na dromchlaí silica-s-TP struchtúr dromchla silica-s-TP a léiriú.

Fíor 2. (a)speictrim FTIR,(b)speictrim ionsúite UV-VIS, (c) cuair TGA, agus (d) speictrim XPS O 1s de shilice pristine, TP, agus shilice-s-TP (na buaicfheisteas de shilice -s-TP sna cuair tanaí).

Léirítear tiontú TP go silica-s-TP le speictreascópacht UV-VIS i bhFíor 2b. Tá na samplaí de shilice, TP, agus silica-s-TP scaipthe in uisce dí-ianaithe. Ní léiríonn an speictream shilice aon ionsú soiléir sa raon ionsú ultraivialait tipiciúil. Sannadh buaic ionsú TP ag 220 agus 270 nm do T-πt agus n-πt'aistriú an struchtúir chomhchuingeach i beinséin ó TP[19]. Bhí an chuma ar an silica-s-TP ionsúchán cosúil le TP ag 220 agus 270 nm chomh maith. Léiríonn sé seo go soiléir gur éirigh le TP grafáil a dhéanamh ar dhromchla shilice leis na grúpaí hiodrocsaile.

Cliceáil anseo le do thoil chun tuilleadh eolais a fháil

Cuireadh anailís thermogravimetric i bhfeidhm chun meastachán a dhéanamh ar ábhar TP tacaithe ar dhromchla na gcáithníní silica agus taispeánadh cuair shilice, TP, agus silica-s-TP i bhFíor 2c. Is féidir an cuar teirmeagrafaíochta de shilice-s-TP a roinnt ina dhá chéim le linn an raon teochta ó 30 go 800 céim. Cuireadh an chéad chéim faoi bhun 150 céim i leith díhiodráitithe uisce asaithe agus deireadh a chur le grúpaí silanol ar dhromchla shilice. Ansin cuireadh an chéim os cionn 200 céim le dianscaoileadh teirmeach móilíní TP grafite. Ríomhtar an éifeachtúlacht lódála leis an gcothromóid (3) [33]:

LE: Éifeachtúlacht Luchtaithe; Wc: meáchan shilice ag 800 céim C;

WA-c: meáchan an mhóilín TP atá luchtaithe ar shilice (silice-s-TP) ag 800 céim C; WA: meáchan an mhóilín TP ag 800 céim.

Agus b'ionann luach ríofa TP díluailithe ar dhromchla nana-shilice agus thart ar 3.4 faoin gcéad . Tá tomhas XPS ar thréithriú dromchla na samplaí níos íogaire [34]. Léirítear speictream O1s de shilice, TP, agus shilice-s-TP, agus buaicfheisteas de shilice-s-TP (cuar tanaí) i bhFíor 2d i gcuar tanaí. Mar a thaispeánann Fíor 2d, is é 532.6eVis an príomh-bhuaic O1s i silica sannta do Si-OH. I gcomparáid le shilice, laghdaítear fuinneamh ceangailteach O 1s do shilice-s-TP mar gheall ar an imoibriú ceimiceach idir Si-OH agus TP. Cé go bhféadfaí an bhuaic a roinnt ina cheithre chineál ocsaigine de COH, Si-OC, COC, agus-C=O ag na fuinneamh ceangailteach de 531.8, 532.3, 532.9, agus 533.5 eV, faoi seach. Tá sé seo comhsheasmhach leis an imoibriú ceimiceach idir an grúpa Si-OH agus TP chun adaimh ocsaigine a ghiniúint le fuinneamh ceangailteach éagsúla [35]. Dá bhrí sin, léiríonn torthaí XPS a thuilleadh an nascáil rathúil TP ar an dromchla shilice.

3.2. Moirfeolaíocht Comhdhéanta SBR

Léiríonn Fíor 3 na grianghraif SEM de chomhchodanna néata SBR agus SBR/silice-s-TP agus an méid silica-s-TP méadaithe de réir a chéile. Ón trasghearradh brittle de SBR, mar a thaispeántar i bhFíor 3a, cuireann trasghearradh na maitrís in iúl go leanúnach agus beagnach réidh ach amháin i gcás cúpla ZnO agus ceirtleán breiseáin rubair eile. Mar chineál nua filler rubair feidhme, feabhsaítear airíonna scaipthe silica-s-TP sa mhaitrís SBR leis an ábhar filler méadaithe mar a thaispeántar i bhFíor 3b-f. I gcomparáid le maitrís néata SBR, éiríonn an trasghearradh brittle de chomhchodanna SBR/silice-s-TP garbh, agus tá an mhoirfeolaíocht seo cosúil le tuarascálacha gaolmhara eile maidir le comhdhúile rubair/silea[36-38]. Ar ndóigh, níl aon chomhiomláin soiléire ar taispeáint i gcomhchodanna SBR/silice-s-TP. Fiú amháin leis an méadú ar an méid breise silica-s-TP, tá scaipeadh filler frith-aosaithe bithmhaise sa mhaitrís rubair cothrom aonfhoirmeach agus gan foirmiú comhiomlán soiléir. Ina theannta sin, ní féidir leis na móilíní TP grafite ach an t-ábhar grúpaí hiodrocsaile ar an dromchla shilice a laghdú ach freisin gníomhú mar spásálaithe chun na cáithníní silica a chosc ó chomhiomlánú sa mhaitrís rubair[3941].

3.3. Idirghníomhaíocht Idirfacial idir Filler Frith-Aosú Bithmhais agus Rubair

Rubber molecular chains have a unique long-chain sharpness which is sensitive to the local condition[42]. Hence, the variation morphology of the rubber chain during the glass transition process can be illustrated by the heat capacity of the SBR composite[43]. The DSC curves of neat SBR and SBR/silica-s-TP composites in the glass transition region are shown in Figure 4a. The values of ACP shown in Figure 4b are in a regular sequence of neat SBR>SBR/ST-10>SBR/ST-20>SBR/ST-30>SBR/ST-40>SBR/ST-50, rud a thugann le tuiscint go bhfuil srian ar an slabhra rubair idir interstice filler agus an t-ábhar méadaitheach de shilice-s-TP, rud a chuireann isteach go mór ar an trasdul gloine. Léirítear i bhFíor 4b[44] an t-athrú Xim de na cumaisc SBR líonta freisin go laghdaítear cumas gluaiseachta slabhra polaiméire de réir mar a mhéadaíonn an méid silica-s-TP frith-aosaithe. Idir an dá linn, tá léiriú scéimreach de chiseal polaiméire díluailithe ar dhromchla shilice-s-TP nó nanacháithníní neamhmhodhnaithe SBR léirithe i bhFíor 4c,d. Déanann an ciseal polaiméire díluailithe níos tiús ar an dromchla silica-s-TP an teaglaim de líonadh bithmhais agus maitrís rubair níos doichte. Thairis sin, mar gheall ar dhromchla na gcáithníní filler arna mhodhnú le TP, tugann an t-idirghníomhú feabhsaithe idir-aghaidh idir filler frith-aosaithe agus maitrís rubair mais slabhraí móilíneacha rubair i bhfostú ar an dromchla silica-s-TP, rud a fhágann go bhfuil an deighleog slabhra rubair dian le scíth a ligean. le linn an réigiúin trasdula gloine agus a thabhairt chuig an toilleadh teasa níos ísle. Is cineál modhnóra dromchla é an ciseal polaiméire díluailithe go flúirseach chun idirghníomhaíocht dhian idir-éadan filler-rubair a ghiniúint agus chun airíonna fisiceacha na gcomhchodanna SBR/silice-s-TP a fheabhsú [34].

3.4.Aging Friotaíocht na Comhdhéanta SBR Líonadh le Frith-Aging Filler

Tá sé ríthábhachtach dul in aois a bheith ag dul in aois d'iarratais phraiticiúla gach polaiméire, go háirithe ábhair rubair le bannaí dúbailte carbóin-carbóin neamhsháithithe. Baineadh úsáid as tástálacha DMA chun gean aosú teirme-ocsaídiúcháin comhchodanna SBR a nochtadh ar ghluaiseacht slabhra [45]. Taispeántar i bhFíor 5a cuair DMA SBRST-30 le hamanna éagsúla aosaithe teirme-ocsaídiúcháin, agus buaicluach tadhlaí caillteanais （tan δ） vs. taispeántar amanna éagsúla aosaithe do chomhchodanna SBR/silice-s-TP i bhFíor 5b. Tháinig laghdú measartha ar bhuaicluachanna na gcomhchodanna SBR/silice-s-TP leis an méadú ar an aosú (Fíor 5a), agus d’fhéadfaí laghdú íosta a bhaint amach (Fíor 5b) trí 30 phr de shilice-s-TP a chur leis (Fíor 5b) mar gheall ar an líonmhaireacht hiodrocsaile feanólach. grúpaí a eascraíonn as polyphenols tae tacaithe ar dhromchla shilice ar féidir leo na fréamhacha saor in aisce a ghintear ó bhriseadh an tslabhra mhóilíneach rubair le linn aosú teirmea-ocsaídiúcháin a ghabháil, agus srian a chur ar an trasnasc iomarcach a thuilleadh. Mar sin féin, agus an t-ábhar silica-s-TP ag méadú go 40 nó 50 phr, meath géar ar bhuaicluachanna na samplaí, rud is dócha mar gheall ar an méid méadaithe d'ábhar filler docht a d'fhéadfadh teorainn mhór a chur le haistriú na slabhraí rubair. Mar sin, is féidir le méid cuí silica-s-TP cosaint fhadtéarmach a sholáthar trí chosc a chur ar na fréamhacha saor in aisce a ghintear le linn aosú teirme-ocsaídiúcháin [45].

Chun éifeacht an scaipthe nana-fhiller bithmhaise frith-aosaithe shilice-s-TP sa mhaitrís rubair ar an bhfrith-aosú fadtéarmach a mheas, baineadh úsáid as tástálacha XPS chun an próiseas idirleata ocsaigine de chomhchodanna SBR/silice-s-TP a bhreathnú le ábhar filler éagsúla tar éis am carnach ag dul in aois. Taispeántar i bhFíor 5c an speictream XPS de SBR/ST-30 le linn dul in aois ag 100 céim i nialas, cúig, seacht agus naoi lá, faoi seach. Léirítear i bhFíor 5d an cóimheas molar comhfhreagrach O/C do na comhdhúile SBR/silice-s-TP a bhfuil amanna éagsúla aosaithe acu. Ag teacht leis na torthaí anailíse meicniúla dinimiciúla thuas, léiríonn an méadú ar chóimheas O/C do SBR/ST-30 an ceann is ísle, rud a léiríonn go mbaintear amach an chosaint fhadtéarmach frithocsaídeach do mhaitrís SBR trí fhiller frith-aosaithe bithmhais 30 phr a chur leis. .

Is féidir le Cistanche frith-aging

Mar chineál filler frith-aging úrscéal, is fachtóirí thar a bheith tábhachtach iad na hairíonna frith-aging agus athneartaithe de ionchorprú díreach silica-s-TP sa mhaitrís rubair chun a fheidhmíocht a mheas. Mar sin, rinneadh measúnú ar airíonna frith-aosaithe na gcomhchodanna SBR/silice-s-TP trí chomparáid a dhéanamh ar éagsúlacht na n-airíonna meicniúla le linn aosú teirmeach-ocsaídiúcháin ag 100 céim le haghaidh laethanta a mhéadú de réir a chéile mar a thaispeántar i bhFíor 6. Roimh aosú teirmeach-ocsaídiúcháin, ba cheart an Feabhsaíodh neart teanntachta na gcomhdhúile rubair de réir a chéile agus an líon filler bithmhaise frith-aosaithe ag méadú (Fíor 6a). I gcomparáid leis an SBR neamhlíonta, tá méadú beagnach faoi cheathair ar neart teanntachta SBR/ST-50 agus is dóichí go gcuirtear i leith an idirghníomhaíocht fheabhsaithe idir-líonra rubair agus feidhmíocht athneartaithe den scoth silica-s-TP mar. filler bithmhaise sa mhaitrís rubair. Tar éis dul in aois teirmeach-ocsaídiúcháin, de bharr athmheascadh an tslabhra ghearr rubair briste, déantar méadú de réir a chéile ar dhlús trasnaisc na gcomhábhar SBR go léir (Fíor 6b)[46].colaistéaról cisteMaidir leis an méadú is moille ar dhlús trasnasc SBR/ST-30, is féidir a thabhairt i gcrích go bhfuil éifeacht frith-aosaithe 30 phr de silica-s-TP den scoth sa mhaitrís rubair. Ina theannta sin, léirigh coinneáil airíonna meicniúla na gcomhchodanna SBR/silice-s-TP measúnú díreach ar an bpróiseas aosaithe: laghdaítear friotaíocht ocsaídiúcháin na samplaí SBR go léir le linn am aosaithe teirmeach-ocsaídiúcháin a shíneadh agus mar thoradh air sin laghdaítear laghdú suntasach ar an bpróiseas aosaithe. an neart teanntachta agus fadú ag an sos mar a léirítear i bhFíor 6c,d. Go háirithe, is é an ráta laghdaithe SBR/ST-30 ilchodach an ceann is moille, agus is féidir leis an ráta coinneála neart teanntachta fanacht os cionn 80 faoin gcéad agus is féidir an fadú coibhneasta ag am sosa a choinneáil os cionn 75 faoin gcéad tar éis naoi lá d'aosú. Léiríonn sé seo go dtugann ionchorprú 30 phr silica-s-TP isteach i maitrís rubair gníomhaíocht frith-aosaithe fadtéarmach a chuireann moill ar an bpróiseas aosaithe. Ina theannta sin, tá meicníocht shilice-s-TP i maitrís rubair chun dul in aois teirmeach-ocsaídiúcháin agus ionradaíocht UV a chosc ar taispeáint i bhFíor 6e. Is dócha go bhfuil struchtúr an fhiller frith-aosaithe bithmhaise cosúil leis an frithocsaídeoir feanólach bac. Nuair a bhí an sampla SBR/silice-s-TP faoi lé ocsaídiúcháin theirmeach nó ionradaíochta UV, tá an grúpa hiodrocsaile feanólach bac ar dhromchla silica-s-TP thar a bheith éagobhsaí agus éasca le leictreoin a chailleadh, agus tá an grúpa hiodrocsaile feanólach bactha ar dhromchla silica-s-TP thar a bheith éagobhsaí agus éasca le leictreoin a chailleadh, agus is é an per-oxyradical a fhoirmíonn an. is féidir slabhra móilíneach rubair a bhriseadh a ghabháil go tapa, rud a fhágann go gcuirfear deireadh le radacach saor in aisce.fo-iarsmaí cistanche deserticola,Dá bhrí sin, ní féidir leis an frithocsaídeoir bithmhaise de shilice-s-TP ach feabhas a chur ar mhaoin frith-aosaithe rubair, ach freisin maoin fhisiceach-meicniúla an mhaitrís rubair a neartú mar chineál nana-fhiller bithmhais.

Fíor 6. (a)Airíonna meicniúla na gcomhchodanna SBR/silice-s-TP; (b) an dlús trasnaisc, (c,d) airíonna meicniúla na gcomhchodanna SBR/silice-s-TP a choinneáil le linn aosaithe teirme-ocsaídiúcháin ag 100 céim, (e) léiriú scéimreach mheicníocht shilice-s-TP i maitrís rubair chun dul in aois teirmeach-ocsaídiúcháin agus ionradaíocht UV a chosc.

Léiríonn Fíor 7a, agus b an neart teanntachta agus fadú ag an sos do leatháin SBR/silice-s-TP tar éis dul in aois UV ar feadh lá amháin, dhá lá agus trí lá. Ar ndóigh, bhí tionchar ríthábhachtach ag ultraivialait ar fheidhmíocht mheicniúil gach sampla SBR/silea-s-TP. Na coinneálacha de neart teanntachta agusLaghdaigh fadú na gcomhchodanna SBR/silice-s-TP go tapa nuair a bhí briseadh na gcomhdhúile SBR/silice-s-TP ag dul in aois agus tháinig méadú ar an am aosaithe UV, mar gheall ar ilroinnt slabhraí macramóilíní rubair. Mar sin féin, le méadú ar ábhar filler bithmhaise frith-aosaithe, léirigh ionchorprú comhdhúile SBR silica-s-TP éifeachtacht friotaíochta aosaithe níos fearr le linn an nochta ultraivialait fadtéarmach. Ní nach ionadh go bhfanann neart teanntachta agus fadú ilchodach SBR/ST-30 ag briseadh 55 faoin gcéad agus 77 faoin gcéad , rud a chruthaíonn sár-éifeachtúlacht frith-aosaithe UV shilice-s-TP. Taispeántar na grianghraif optúla de dhromchla ilchodach SBR tar éis trí lá de nochtadh UV i bhFíor 7c-g. I gcás SBR atá corpraithe le hábhar silica-s-TP níos mó ná 20 phr ilchodach, tá na scoilteanna éadomhain agus neamhleanúnach. Ar a mhalairt, aimsítear scoilteanna domhain agus leanúnacha ar dhromchla an chomhdhéanta atá ionchorpraithe le hábhar níos ísle de shilice-s-TP. Is dócha mar gheall ar an ábhar níos airde de shilice-s-TP tugann raidhse TP sna comhdhúile chun cosc ​​a chur ar fhás scoilteanna chomh maith leis na polaiméirí.sochair cistancheMar a léiríonn Fíor7h, léiríonn dlús crack gach sampla claonadh meath géar tar éis an t-ábhar filler níos mó ná 20 phr in aghaidh an 100 phr rubair a chur leis. Cuirfear deireadh leis na scoilteanna atá ag fás sa phróiseas imoibrithe mar gheall ar na cáithníní támh a bheith acu, agus ní féidir na scoilteanna a leathnú tuilleadh ach trí na cáithníní támh a bhriseadh nó a scipeáil [46]. Mar sin, chinntigh TP díluailithe shilice go measartha dáileadh níos cobhsaí agus aonchineálach ar fhiller frith-aosaithe bithmhaise sa mhaitrís SBR, rud a fhágann go raibh an mhaoin frith-aosaithe gan íoc ná na samplaí líonta neamhleor.

Fíor 7.(a,b)Airíonna meicniúla na gcomhchodanna SBR/silice-s-TP a choinneáil roimh agus tar éis aosú UVA ag 50 céim;(cg) na fótamicreagraif optúla (50-huaire) de UV nochta (3 d) Comhdhúile SBR ina bhfuil ábhar shilice-s-TP difriúil:(c) 10 phr,(d)20phr,(e)30 phr,(f)40phr agus (g)50 phr;(h)cairt chlaonta an dlús crack vs. shilice -s-TP ábhar.

4. Conclúidí

Go hachomair, tuairiscítear nanafiller frith-aosaithe bithmhaise hibrideach nua chun cobhsaíocht theirmeach-ocsaídiúcháin agus friotaíocht UVaging SBR a fheabhsú gan frithocsaídeoirí traidisiúnta beag-mhóilín eile a chur leis, mar gheall ar pholaphenóil tae glasa díluailithe ar an dromchla shilice. Léirigh feidhmiú dromchla shilice le TP an mhaoin inmhianaithe a bhaineann le cobhsaíocht theirmeach-ocsaídiúcháin fheabhsaithe a thaispeáint, go háirithe ag cur 30 phr silica-s-TP isteach sa mhaitrís SBR. Ina theannta sin, le méadú ar ábhar silica-s-TP, tá méadú de réir a chéile ar an maoin atá ag friotaíocht UVaging.cistanche AstráilMurab ionann agus an frithocsaídeoir traidisiúnta móilín íseal, ní hamháin go bhfuil scaipeadh filler gan íoc léirithe ag silica-s-TP, agus idirghníomhaíocht idir-éadan líontóirí rubair, ach léirigh sé freisin feabhas a chur ar chobhsaíocht agus ar luaineacht. Tugann na torthaí inspioráid freisin chun an t-ábhar bithmhaise frith-aosaithe a chur i bhfeidhm ar na boinn ghlasa, ar bhreiseáin rubair éicea-chairdiúla, agus ar limistéir nana-fhiller feidhmiúla.

Baintear an t-alt seo as Ábhair 2020, 13, 4045; doi: 10.3390/ma13184045 www.mdpi.com/journal/materials