hrvatski

Molekulska dinamika u nanokompozitima prirodnog kaučuka

U radu su korišteni uzorci prirodnog kaučuka umreženog sumporom. Uzorcima su dodana dva tipa punila u obliku nanočestica: silicijev dioksid i organski modificirana glina (cloisite 20A). Udio sumpora rabljen tijekom umreženja bio je jednak u svim uzorcima, dok je sadržaj nanopunila bio različit i kretao se u rasponu od 2 phr do 20 phr. Cilj rada je bio ispitati kako prisutnost nanopunila utječe na dinamiku segmenata poliizoprenskih lanaca. Na uzorcima sa silicijevim dioksidom dodatno je ispitivan i utjecaj sredstva sprezanja (coupling agent) čija je koncentracija u uzorcima varirala od 1 phr do 4 phr. U istraživanju je primijenjena elektronska spinska rezonancija (ESR) - metoda spinske probe, poznata kao izuzetno osjetljiva na promjene u molekulskim gibanjima i strukturi matrice. Spinska proba 4-hidroksi-2, 2, 6, 6 tetrametilpiperidin-1-oksil ugrađena je u uzorke bubrenjem uzoraka u otopini probe. ESR spektri su snimani u širokom rasponu temperatura, od -100 °C to 130 °C. ESR spektri spinske probe u nanokompozitnim materijalima se jako razlikuju od spektara koji se dobiju s umreženim prirodnim kaučukom bez prisustva punila. Rezultati su pokazali utjecaj nanopunila na dinamičko ponašanje segmenata lanaca. Zapažena je korelacija između sadržaja nanopunila u uzorcima i udjela široke komponente u ESR spektrima spinske probe, karakteristične za spora molekulska gibanja. Također je primijećen i utjecaj sredstva sprezanja koji dovodi do porasta udjela sporog gibanja. Spektri spinske probe u matrici kaučuka s različitim sadržajem nanočestica organski modificirane gline ukazuju na kombinaciju umetnutih (intercalated) i oljuštenih (exfoliated) struktura čestica gline, s naglašenom dominacijom umetnute strukture za veće udjela punila. Posebno zanimljivim se pokazala neobična pojava sporih gibanja u uzorcima prirodnog kaučuka s nanočesticama gline pri visokim temperaturama, čiji je uzrok još u fazi istraživanja.

nanokompoziti; prirodna guma; ESR; spinska proba; dinamika

nije evidentirano