Effect of Montmorillonite and Cellulose II Hybridization on Mechanical Properties of Natural Rubber Nanocomposites
Efeito da Hibridização de Montmorilonita e Celulose II sobre as Propriedades Mecânicas de Nanocompósitos de Borracha Natural
Mariano, Roberta M.; Nunes, Regina Célia R.; Visconte, Leila L. Y.; Altstaedt, Volker
http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282013005000012
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.23, n1, p.19-19, 2013
Abstract
Hybrid nanocomposites of natural rubber (NR), clay (MMT) and cellulose II (CEL II) were obtained with elastomeric latex, cellulose xanthate and aqueous suspension of the clay. The content of MMT varied from 1 to 5 phr (per hundred resin) while cellulose II was kept as 15 phr. The formation of nanocomposites from co-coagulation of natural rubber latex and MMT aqueous suspension, in the presence and absence of cellulose xanthate, was confirmed by transmission electron microscopy (TEM), thus showing the efficiency of the technique used. In addition to the TEM investigation, all compositions were studied with measurements of the Mooney viscosity and relaxation and mechanical properties. The MMT addition improved the mechanical properties, causing an increase in Mooney viscosity and a reduction in relaxation capability, which indicate a good interaction between MMT and NR/CEL II system.
Keywords
Hybrid nanocomposite, natural rubber latex, clay, cellulose.
Resumo
Nanocompósitos híbridos de borracha natural (NR) com argila mineral montmorilonita (MMT) e celulose II (CEL II) foram obtidos partindo de látex elastomérico, xantato de celulose e suspensão aquosa de MMT. O conteúdo de MMT foi variado de 1 a 5 phr (per hundred resin) e a quantidade de celulose II utilizada foi mantida constante em 15 phr. Foi comprovada por microscopia eletrônica de transmissão (TEM) a formação de nanocompósitos, na ausência e presença de xantato de celulose, mostrando a eficiência da técnica utilizada. Além do resultado de TEM, a viscosidade e relaxação Mooney, e propriedades mecânicas foram estudadas em todas as composições desenvolvidas. A adição da argila mineral promoveu aumento nas propriedades mecânicas estudadas, sendo que o aumento na viscosidade Mooney e a redução na capacidade de relaxação indicaram boa interação entre a montmorilonita e o sistema NR/CEL II.
Palavras-chave
Nanocompósito híbrido, látex de borracha natural, argila, celulose
References
1. Marck, J. E.; Erman, B. & Eirich, F. R. – “Science and Technology of
Rubber”, Academic Press, New York (1994).
2. Alexandre, M. & Dubois, P. – Mat. Sci. Eng., 28, p.1 (2000). http:// dx.doi.org/10.1016/S0927-796X(00)00012-7
3. Beecroft, L. L.; Johnen, N. A.; Ober, C. K. – Polym. Advan. Technol. 8, p.289 (1997). http://dx.doi.org/10.1002/(SICI)1099-1581(199705)8:5 <289::AID-PAT648>3.3.CO;2-V
4. Chang, J.-H.; Park, D.-K. – J. Polym. Sci.: Part B: Polym. Phys., 39, p.2581 (2001). http://dx.doi.org/10.1002/polb.10020
5. Lee, D. C.; Jang, L. W. – J. Appl. Polym. Sci, 68, p.1997 (1998). http:// dx.doi.org/10.1002/(SICI)1097-4628(19980620)68:12<1997::AIDAPP14> 3.0.CO;2-P
6. Simon, I.; Glaser, L.; Scheraga, H. A. & Manley, R. S. J. – Macromol., 21, p.983 (1988). http://dx.doi.org/10.1021/ma00182a024
7. Hon, D. N. S. – Polym. News, 13, p.134 (1988).
8. Mano, E. B.; Nunes, R. C. R. & Cunha Lima, L. C. O. - “Processo para a Fabricação de Dispersões Homogêneas de Celulose e seus deri-vados em Elastômeros”, Patente C08L1/22, n.7502614, abr. 1975.
9. De Carvalho Peres, A. C.; Nunes, R. C. R. & Visconte, L. L.Y. - “Processo de obtenção de composições homogêneas de celulose, seus derivados e elastômeros, e suas composições”, Patente PI 0105116-4 (2001) e CI 0105116-4 (2005).
10. Lapa, V. L. C.; Nunes, R. C. R. & Visconte, L. L. Y. – Polym. Bull., 60, p.281 (2008).
11. Reis-Nunes, R. C.; Compañ, V. & Riande, E. – J. Polym. Sci. Polym. Phys., 38, p.393 (2000). http://dx.doi.org/10.1002/(SICI)1099-0488(2 0000201)38:3<393::AID-POLB6>3.0.CO;2-K
12. Andrio, A.; Compañ, V.; Reis-Nunes, R. C.; López, M. L. & Riande, E. – J. Membrane Sci., 178, p.65 (2000). http://dx.doi.org/10.1016/ S0376-7388(00)00476-2
13. Arroyo, M.; Lopez-Manchado, M. A. & Herrero, B. - Polymer, 44, p.2447 (2003). http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(03)00090-9
14. Wang, Y.; Zhang, L.; Tang, C. & Yu, D. – J. Appl. Polym. Sci., 78, p.1879 (2000). http://dx.doi.org/10.1002/1097-4628(20001209)78:11 <1879::AID-APP50>3.0.CO;2-1
15. Wu, Y. P.; Jia, Q. X.; Yu, D. S. & Zhang, L. Q. – J. Appl. Polym. Sci., 89, p.3855 (2003). http://dx.doi.org/10.1002/app.12568
16. Mariano, R. M.; Picciani, P. H. S.; Nunes, R. C. R. & Visconte, L. L. Y. – J. Appl. Polym. Sci., 120, p.458 (2011). http://dx.doi.org/10.1002/ app.33159
17. Madhusoodanan, K. N. & Varguese, S. - J. Appl. Polym. Sci., 102, p.2537 (2006). http://dx.doi.org/10.1002/app.24680
18. Wu, Y. P. ; Wang, Y. Q.; Zhang, H. F.; Wang, Y. Z.; Yu, D. S.; Zhang, L. Q. & Yang, J. - Compos. Sci. Technol., 65, p.1195 (2005). http://dx.doi. org/10.1016/j.compscitech.2004.11.016
19. Vu, Y. T.; Mark, J. E.; Pham, L. Y. H. & Engelhardt, M. – J. Appl. Polym. Sci., 82, p.1391 (2001). http://dx.doi.org/10.1002/app.1976
20. Sombatsompop, N. - Polym. Plast. Technol. Eng., 37, p.19 (1998). http://dx.doi.org/10.1080/03602559808006910
21. Carretero-González, J. - Macromol., 41, p.6763 (2008).
22. Kraus, G. - “Reinforcement of Elastomers”, Interscience Publishers, New York (1965).
23. Boonstra, B. B. & Taylor, G. L. - Rubber Chem. Technol., 38, p.943 (1965). http://dx.doi.org/10.5254/1.3535712
24. Lorenz, O. & Parks, C. R. – J. Polym. Sci., 50, p.299 (1961). http:// dx.doi.org/10.1002/pol.1961.1205015404
2. Alexandre, M. & Dubois, P. – Mat. Sci. Eng., 28, p.1 (2000). http:// dx.doi.org/10.1016/S0927-796X(00)00012-7
3. Beecroft, L. L.; Johnen, N. A.; Ober, C. K. – Polym. Advan. Technol. 8, p.289 (1997). http://dx.doi.org/10.1002/(SICI)1099-1581(199705)8:5 <289::AID-PAT648>3.3.CO;2-V
4. Chang, J.-H.; Park, D.-K. – J. Polym. Sci.: Part B: Polym. Phys., 39, p.2581 (2001). http://dx.doi.org/10.1002/polb.10020
5. Lee, D. C.; Jang, L. W. – J. Appl. Polym. Sci, 68, p.1997 (1998). http:// dx.doi.org/10.1002/(SICI)1097-4628(19980620)68:12<1997::AIDAPP14> 3.0.CO;2-P
6. Simon, I.; Glaser, L.; Scheraga, H. A. & Manley, R. S. J. – Macromol., 21, p.983 (1988). http://dx.doi.org/10.1021/ma00182a024
7. Hon, D. N. S. – Polym. News, 13, p.134 (1988).
8. Mano, E. B.; Nunes, R. C. R. & Cunha Lima, L. C. O. - “Processo para a Fabricação de Dispersões Homogêneas de Celulose e seus deri-vados em Elastômeros”, Patente C08L1/22, n.7502614, abr. 1975.
9. De Carvalho Peres, A. C.; Nunes, R. C. R. & Visconte, L. L.Y. - “Processo de obtenção de composições homogêneas de celulose, seus derivados e elastômeros, e suas composições”, Patente PI 0105116-4 (2001) e CI 0105116-4 (2005).
10. Lapa, V. L. C.; Nunes, R. C. R. & Visconte, L. L. Y. – Polym. Bull., 60, p.281 (2008).
11. Reis-Nunes, R. C.; Compañ, V. & Riande, E. – J. Polym. Sci. Polym. Phys., 38, p.393 (2000). http://dx.doi.org/10.1002/(SICI)1099-0488(2 0000201)38:3<393::AID-POLB6>3.0.CO;2-K
12. Andrio, A.; Compañ, V.; Reis-Nunes, R. C.; López, M. L. & Riande, E. – J. Membrane Sci., 178, p.65 (2000). http://dx.doi.org/10.1016/ S0376-7388(00)00476-2
13. Arroyo, M.; Lopez-Manchado, M. A. & Herrero, B. - Polymer, 44, p.2447 (2003). http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(03)00090-9
14. Wang, Y.; Zhang, L.; Tang, C. & Yu, D. – J. Appl. Polym. Sci., 78, p.1879 (2000). http://dx.doi.org/10.1002/1097-4628(20001209)78:11 <1879::AID-APP50>3.0.CO;2-1
15. Wu, Y. P.; Jia, Q. X.; Yu, D. S. & Zhang, L. Q. – J. Appl. Polym. Sci., 89, p.3855 (2003). http://dx.doi.org/10.1002/app.12568
16. Mariano, R. M.; Picciani, P. H. S.; Nunes, R. C. R. & Visconte, L. L. Y. – J. Appl. Polym. Sci., 120, p.458 (2011). http://dx.doi.org/10.1002/ app.33159
17. Madhusoodanan, K. N. & Varguese, S. - J. Appl. Polym. Sci., 102, p.2537 (2006). http://dx.doi.org/10.1002/app.24680
18. Wu, Y. P. ; Wang, Y. Q.; Zhang, H. F.; Wang, Y. Z.; Yu, D. S.; Zhang, L. Q. & Yang, J. - Compos. Sci. Technol., 65, p.1195 (2005). http://dx.doi. org/10.1016/j.compscitech.2004.11.016
19. Vu, Y. T.; Mark, J. E.; Pham, L. Y. H. & Engelhardt, M. – J. Appl. Polym. Sci., 82, p.1391 (2001). http://dx.doi.org/10.1002/app.1976
20. Sombatsompop, N. - Polym. Plast. Technol. Eng., 37, p.19 (1998). http://dx.doi.org/10.1080/03602559808006910
21. Carretero-González, J. - Macromol., 41, p.6763 (2008).
22. Kraus, G. - “Reinforcement of Elastomers”, Interscience Publishers, New York (1965).
23. Boonstra, B. B. & Taylor, G. L. - Rubber Chem. Technol., 38, p.943 (1965). http://dx.doi.org/10.5254/1.3535712
24. Lorenz, O. & Parks, C. R. – J. Polym. Sci., 50, p.299 (1961). http:// dx.doi.org/10.1002/pol.1961.1205015404
Facebook
Google+
Twitter
LinkedIn
Mendeley
StumbleUpon
CiteULike
Reddit
Email