Reversion behavior mechanical and thermal aging properties of natural rubber vulcanizates cured with various accelerators and sulfur to accelerator ratios

พฤติกรรมการเกิดรีเวอร์ชันม สมบัติเชิงกลและสมบัติการทนความร้อนของยางธรรมชาติที่คงรูปด้วยตัวเร่งกลุ่มต่าง ๆ โดยใช้อัตราส่วนกำมะถันต่อสารตัวเร่งที่แตกต่างกัน

Name: Kanyarat Boonsomwong

LCSH: Carbon-black

LCSH: Natural rubber

LCSH: Rubber -- Mechanical properties

LCSH: Rubber -- Thermal properties

Abstract: This study evaluated the effects of sulfur to accelerator (S/A) ratio on reversion behavior, mechanical, and thermal aging properties of unfilled and blackfilled NR. Various types of accelerator including N, N-dicyclohexyl-2-benzothiazole sulfenamide (DCBS), N-dicyclohexyl-2-benzothiazole sulfenamide (CBS), 2.2'- Dithiobisbenzothiazole (MBTS) and Tetrabenzylthiuram disulfide (TBzTD) were used. For each accelerator, a series of five compounds were formulated to have the same cross-link density using different S/A ratios. It was found that for all accelerators except TBzTD, the percentage of reversion of both unfilled and black-filled compounds initially increased with an increasing S/A ratio and then decreased with a further increasing S/A ratio. On the other hand, the percentage of reversion of compounds cured with TBzTD initially increased with increasing S/A ratio but eventually it leveled off with further increased S/A ratio. The amount of poly- and monosulfidic cross-links of unfilled vulcanizate was investigated to assess the influence of the S/A ratio on the obtained cross-link structure. The results showed that for all accelerators used here the amount of polysulfidic linkage did not vary directly with increased S/A ratios but reached a peak and then decreased. Interestingly, it was observed that for all accelerators, the S/A ratio giving the highest extent of polysulfidic linkage was similar to that causing the highest percentage of reversion. When considering the effects of S/A ratio on tensile strength (TS), it was found that the S/A ratio giving the highest extent of polysulfidic linkage for CBS and MBTS showed the highest TS. The S/A ratio which gave the highest TS for DCBS and TBzTD shifted to a lower S/A ratio. After thermal aging, all compounds showed higher modulus but lower TS. For all accelerators, compounds cured with the highest S/A ratio had the lowest relative TS. Moreover, when carbon black was incorporated into a compound, a higher percentage of reversion was observed only in compounds cured with DCBS, while the other three accelerators showed an improvement of reversion.

Abstract: ในงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาผลของอัตราส่วนกำมะถันต่อสารตัวเร่งต่อพฤติกรรมการเกิดรีเวอร์ชัน, สมบัติเชิงกล และสมบัติการทนความร้อนของยางธรรมชาติทั้งที่เติมและไม่เติมเขม่าดำ โดยทำการศึกษาในระบบ ที่คงรูปด้วยสารตัวเร่งกลุ่มต่างๆ อาทิเช่น N, N-dicyclohexyl-2-benzothiazole sulfenamide (DCBS), Ndicyclohexyl- 2-benzothiazole sulfenamide (CBS), 2.2'-Dithiobisbenzothiazole (MBTS) and Tetrabenzylthiuram disulfide (TBzTD) ในแต่ละระบบสารตัวเร่งได้ทำการปรับเปลี่ยนอัตราส่วนของกำมะถันต่อสารตัวเร่งเพื่อให้ยาง คงรูปที่ได้มีปริมาณการเชื่อมโยงที่ใกล้เคียงกันเป็น 5 อัตราส่วน จากผลการทดลองพบว่าการเกิดรีเวอร์ชันของยาง ธรรมชาติทั้งที่เติมและไม่เติมเขม่าดำเมื่อใช้ DCBS, CBS และ MBTS เป็นตัวเร่ง มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเมื่ออัตราส่วน กำมะถันต่อสารตัวเร่งเพิ่มขึ้น แต่เมื่อเพิ่มอัตราส่วนขึ้นไปอีกกลับพบว่าการเกิดรีเวอร์ชันมีแนวโน้มที่ลดลง ส่วน ระบบที่ใช้ TBzTD เป็นตัวเร่งไม่แสดงค่าสูงสุด กล่าวคือ แนวโน้มการเกิดรีเวอร์ชันเพิ่มขึ้นเมื่ออัตราส่วนกำมะถัน ต่อสารตัวเร่งเพิ่มขึ้นและเริ่มคงที่ จากการศึกษาปริมาณการเชื่อมโยงแบบพอลิซัลฟิดิกและโมโนซัลฟิดิกเพื่อดู อิทธิพลของอัตราส่วนกำมะถันต่อสารตัวเร่งต่อโครงสร้างที่เกิดขึ้นในยาง พบว่า ปริมาณการเชื่อมโยงแบบพอลิ ซัลฟิดิกไม่แปรตามอัตราส่วนกำมะถันต่อสารตัวเร่ง แต่พบว่าในทุกระบบตัวเร่งที่ใช้ ยกเว้น TBzTD ปริมาณการ เชื่อมโยงแบบพอลิซัลฟิดิกมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเมื่ออัตราส่วนกำมะถันต่อสารตัวเร่งเพิ่มขึ้น แต่เมื่อเพิ่มอัตราส่วนขึ้น ไปอีกกลับพบว่าปริมาณการเชื่อมโยงแบบพอลิซัลฟิดิกมีแนวโน้มลดลง และนอกจากนี้ยังพบอีกว่า อัตราส่วน กำมะถันต่อสารตัวเร่งที่ให้ค่ารีเวอร์ชันสูงที่สุดเป็นจุดเดียวกันกับ อัตราส่วนที่ให้ปริมาณการเชื่อมโยงแบบพอลิ ซัลฟิดิกสูงที่สุดอีกด้วย เมื่อพิจารณาผลอัตราส่วนกำมะถันต่อสารตัวเร่งต่อค่าความทนต่อแรงดึงพบว่า ค่าความทน ต่อแรงดึงไม่แปรตามอัตราส่วนกำมะถันต่อสารตัวเร่ง ในระบบที่ใช้ CBS และ MBTS ค่าความทนต่อแรงดึงมีค่า สูงที่สุดเมื๋อใช้อัตราส่วนกำมะถันต่อสารตัวเร่งยางคงรูปที่ให้ปริมาณการเชื่อมโยงส่วนใหญ่เป็นแบบพอลิซัลฟิดิก ส่วนในระบบที่ใช้ DCBS และ TBzTD ค่าความทนต่อแรงดึงให้ค่าสูงที่สุดเมื่อใช้อัตราส่วนกำมะถันต่อสารตัวเร่ง ต่ำสมบัติการทนความร้อนของยางทุกระบบทั้งที่เติมและไม่เติมเขม่าดำ ให้ค่าความแข็งเพิ่มขึ้นแต่ให้ค่าความทน ต่อแรงดึงลดลง และค่าความทนต่อแรงดึงจะลดลงมากเมื่อใช้และค่าเมื่ออัตราส่วนของกำมะถันต่อสารตัวเร่งเพิ่ม สูงขึ้นนอกจากนี้เมื่อเติมเขม่าดำลงไปพบว่า รีเวอร์ชันเกิดมากขึ้นในระบบที่ใช้สารตัวเร่ง DCBS แต่ในระบบตัวเร่ง อื่นๆพบว่า รีเวอร์ชันเกิดน้อยลงเมื่อเทียบกับในระบบที่ไม่มีการเติมเขม่าดำ

Mahidol University. Mahidol University Library and Knowledge Center

Address: NAKHONPATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Chudej Deeprasertkul

Role: Thesis Advisors

Created: 2009

Modified: 2553-07-14

Issued: 2010-07-13

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: TH K16r 2009

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Polymer Science and Technology

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4936924.pdf	2.03 MB	52	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.395514 วินาที