Pengisi Anti-Penuaan Biojisim Hibrid Novel Untuk Komposit Getah Styrene-Butadiene Bahagian 2

Sila hubungioscar.xiao@wecistanche.comuntuk maklumat lanjut

3.2. Morfologi Komposit SBR

Rajah3 menunjukkan gambar SEM komposit SBR dan SBRsilica-s-TP yang kemas dengan jumlah silika-s-TP yang meningkat secara beransur-ansur. Dari keratan rentas SBR yang rapuh seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3a. keratan rentas matriks menyatakan berterusan dan hampir lancar kecuali beberapa ZnO dan aglomerat tambahan getah lain. Sebagai jenis pengisi getah berfungsi yang baru, sifat penyebaran silika-s-TP dalam matriks SBR dipertingkatkan dengan kandungan pengisi yang semakin meningkat seperti yang dipaparkan dalam Rajah 3b-f. Berbanding dengan matriks SBR yang kemas, keratan rentas rapuh komposit SBR /silika-s-TP menjadi kasar, dan morfologi ini menyerupai laporan lain yang berkaitan mengenai komposit getah / silika [36-38].saiz zakar cistancheJelas sekali, tiada agregat jelas dipamerkan dalam komposit SBR/silika-s-TP. Walaupun dengan peningkatan jumlah tambahan silika-s-TP, penyebaran pengisi anti-penuaan biojisim dalam matriks getah agak seragam dan tanpa pembentukan agregat yang jelas. Tambahan pula, molekul TP yang dicantumkan tidak hanya dapat mengurangkan kandungan kumpulan hidroxyl pada permukaan silika tetapi juga bertindak sebagai spacer untuk mengelakkan zarah silika daripada mengagregatkan dalam matriks getah [39-41].

3.3. Interaksi Antara Kaum antara Pengisi Anti-Penuaan Biojisim dan Getah

Rantai molekul getah mempunyai ketajaman rantai panjang yang unik yang sensitif terhadap keadaan tempatan[42]. Oleh itu, morfologi variasi rantai getah semasa proses peralihan kaca dapat digambarkan oleh kapasiti haba SBRcomposite[43]. Lengkung DSC komposit SBR dan SBR/silika-s-TP yang kemas di rantau peralihan kaca ditunjukkan dalam Rajah 4a.serbuk cistancheNilai ACP yang ditunjukkan dalam Rajah 4b adalah dalam urutan biasa SBR>SBR/ST-10>SBR/ST-20>SBR/ST-30>SBR/ST-40>SBR/ST-50, menunjukkan bahawa rantaian getah adalah terhad antara interstis pengisi dengan peningkatan kandungan silika-s-TP, yang memberikan pengaruh yang besar terhadap peralihan kaca. VariasiXimof komposit SBR yang diisi ditunjukkan dalam Rajah 4b [44] juga menggambarkan bahawa keupayaan gerakan rantai polimer menurun dengan peningkatan jumlah silika anti-penuaan-s-TP. Sementara itu, perwakilan skematik lapisan polimer yang tidak bergerak pada silika-s-TP atau permukaan nanopartikel yang tidak diubahsuai dalam SBR telah dipamerkan dalam Rajah 4c,d.

Lapisan polimer tidak bergerak yang lebih tebal pada permukaan silika-s-TP menjadikan gabungan pengisi biojisim dan matriks getah lebih ketat. Lebih-lebih lagi, disebabkan oleh permukaan zarah pengisi yang diubahsuai oleh TP, interaksi antara kaum yang lebih baik antara pengisi anti-penuaan dan matriks getah membawa jisim rantai molekul getah yang terjerat ke dalam silika-s-TPsurface, yang menjadikan segmen rantai getah sukar untuk berehat semasa kawasan peralihan kaca dan membawa kepada kapasiti haba yang lebih rendah. Laver polimer tidak bergerak yang banyak adalah sejenis pengubah suai permukaan untuk menjana interaksi antara muka pengisi-getah yang sengit dan meningkatkan sifat fizikal komposit SBR/silika-s-TP [34].

3.4. Rintangan Penuaan Komposit SBR Diisi dengan Pengisi Anti-Penuaan

Penuaan retarding adalah penting untuk aplikasi praktikal semua polimer, terutamanya bahan getah dengan ikatan berganda karbon-karbon tak tepu. Ujian DMA digunakan untuk mendedahkan kasih sayang penuaan termo-oksidatif SBRcomposites pada pergerakan rantaian [45].cistanche salsa extractLengkung DMA SBR / ST-30 dengan masa penuaan termo-oksidatif yang berbeza ditunjukkan dalam Rajah 5a, dan nilai puncak kehilangan tangen (tan δ)vs. masa penuaan yang berbeza untuk komposit SBR/silika-s-TP dipamerkan dalam Rajah 5b. Nilai puncak komposit SBR/silika-s-TP mengalami penurunan sederhana dengan peningkatan masa penuaan (Rajah 5a), dan menambah 30 phr silika-s-TP boleh mencapai penurunan minimum (Rajah 5b)disebabkan oleh kumpulan hidroksil fenolik fenolik yang banyak yang berpunca daripada polifenol teh yang disokong pada permukaan silika yang boleh menangkap radikal bebas yang dijana daripada rehat rantaian molekul getah semasa penuaan termo-oksidatif, dan seterusnya untuk menyekat pautan silang yang berlebihan. Walau bagaimanapun, dengan kandungan silika-s-TP meningkat kepada 40 atau 50 phr, nilai puncak sampel menurun dengan ketara yang mungkin disebabkan oleh peningkatan jumlah kandungan pengisi tegar yang boleh mengehadkan peralihan rantai getah. Oleh itu, jumlah silika-s-TP yang sesuai dapat memberikan perlindungan jangka panjang dengan menghalang radikal bebas yang dihasilkan semasa penuaan termo-oksidatif [45].

Untuk menilai kesan biojisim anti-penuaan nanofiller silika-s-TP yang tersebar dalam matriks getah pada anti-penuaan lama, ujian XPS digunakan untuk memerhatikan proses penyebaran oksigen komposit SBR/silika-s-TP dengan kandungan pengisi yang berbeza selepas masa penuaan kumulatif.cistanche stemSpektrum XPS SBR / ST-30 semasa penuaan pada 100 ° C dalam sifar, lima, tujuh, dan sembilan hari, masing-masing, ditunjukkan dalam Rajah 5c. Nisbah molar O/ C yang sepadan untuk komposit SBR/silika-s-TP dengan pelbagai masa penuaan ditunjukkan dalam Rajah 5d. Selaras dengan keputusan analisis mekanikal dinamik di atas, peningkatan nisbah O / C untuk SBR / ST-30 menunjukkan yang terendah, mendedahkan perlindungan antioksidatif jangka panjang untuk matriks SBR dicapai dengan menambah pengisi anti-penuaan biojisim 30 phr.

Sila klik di sini untuk mengetahui lebih lanjut

Sebagai jenis baru pengisi anti-penuaan, sifat anti-penuaan dan pengukuhan penggabungan langsung silika-s-TP dalam matriks getah adalah faktor yang sangat penting untuk menilai prestasinya. Oleh itu, sifat anti-penuaan komposit SBR/silika-s-TP dinilai dengan membandingkan variasi sifat mekanikal semasa penuaan oksidatif haba pada 100°Cuntuk meningkatkan hari secara beransur-ansur seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6. Sebelum penuaan oksidatif haba, kekuatan tegangan komposit getah secara beransur-ansur dipertingkatkan dengan jumlah pengisi biojisim anti-penuaan meningkat (Rajah ba).faedah cistanche tubulosa dan kesan sampinganBerbanding dengan SBR yang tidak diisi, kekuatan tegangan SBR/ST-50 mempunyai peningkatan hampir empat kali ganda dan berkemungkinan besar dikaitkan dengan interaksi antara muka pengisi getah yang dipertingkatkan dan prestasi pengukuhan silika-s-TP yang sangat baik sebagai pengisi biojisim dalam matriks getah. Selepas penuaan oksidatif haba, gabungan semula rantaian getah pendek yang patah menjadikan peningkatan secara beransur-ansur dalam ketumpatan silang pautan semua SBRcomposites (Rajah 6b)[46].

Cistanche boleh Anti-penuaan

Untuk peningkatan paling perlahan ketumpatan silang SBR / ST-30, dapat disimpulkan bahawa 30 phr kesan anti-penuaan silika-s-TP sangat baik dalam matriks getah. Tambahan pula, pengekalan sifat-sifat mekanikal komposit SBR/silika-s-TP telah menunjukkan penilaian langsung proses penuaan: rintangan pengoksidaan semua sampel SBR berkurangan semasa lanjutan masa penuaan oksidatif haba dan membawa kepada penurunan ketara dalam kekuatan tegangan dan pemanjangan pada rehat seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6c,d. Khususnya, kadar penurunan komposit SBR/ ST-30 adalah yang paling perlahan, dan kadar pengekalan kekuatan tegangan boleh kekal di atas 80% dan pemanjangan relatif pada rehat boleh disimpan di atas 75% selepas sembilan hari penuaan. Ini menunjukkan bahawa penggabungan 30 phr silika-s-TP ke dalam matriks getah menawarkan aktiviti anti-penuaan jangka panjang yang menghalang proses penuaan. Di samping itu, mekanisme silika-s-TP dalam matriks getah untuk mencegah penuaan oksidatif haba dan UVirradiation telah dipamerkan dalam Rajah 6e. Struktur pengisi anti-penuaan biojisim mungkin serupa dengan antioksidan fenolik yang dihalang. Apabila sampel SBR/silika-s-TP terdedah kepada pengoksidaan haba atau penyinaran UV, kumpulan hydroxyl fenolik yang terhalang pada permukaan silika-s-TP sangat tidak stabil dan mudah kehilangan elektron, dan per-oxyradical yang terbentuk oleh kerosakan rantaian molekul getah boleh ditangkap dengan cepat yang membawa kepada penghapusan radikal bebas. Oleh itu, antioksidan biojisim silika-s-TP bukan sahaja dapat meningkatkan sifat anti-penuaan getah dengan berkesan, tetapi juga menguatkan sifat fizikal-mekanikal matriks getah sebagai sejenis nanofiller biojisim.

Rajah 7a, dan b mempamerkan pengekalan kekuatan tegangan dan pemanjangan pada rehat untuk helaian SBR/silika-s-TP selepas UVaging selama satu, dua, dan tiga hari. Jelas sekali, ultraviolet mempunyai kesan kritikal terhadap prestasi mekanikal semua sampel SBR/silika-s-TP. Pengekalan kekuatan tegangan dan pemanjangan pada pemecahan komposit SBR/silika-s-TP menurun dengan cepat dengan masa penuaan UV meningkat, disebabkan oleh pemecahan rantai makromolekul getah. Walau bagaimanapun, dengan peningkatan kandungan penapis biojisim anti-penuaan, komposit SBR penggabungan silika-s-TP mempamerkan kecekapan rintangan penuaan yang lebih baik semasa pendedahan ultraviolet jangka panjang. Tidak menghairankan, kekuatan tegangan dan pemanjangan pada rehat komposit SBR / ST-30 kedua-duanya kekal pada 55% dan 77%, membuktikan kecekapan anti-penuaan UV yang sangat baik dari silika-s-TP. Gambar optik permukaan komposit SBR selepas tiga hari terdedah kepada UV dipaparkan dalam Rajah 7c-g. Untuk SBR yang digabungkan dengan kandungan silika-s-TP lebih daripada komposit 20 phr, retak adalah cetek dan tidak berterusan. Sebaliknya, keretakan yang mendalam dan berterusan dikesan pada permukaan komposit yang digabungkan dengan kandungan silika-s-TP yang lebih rendah. Ia mungkin disebabkan oleh kandungan silika-s-TP yang lebih tinggi membawa banyak TP dalam komposit ini untuk mengelakkan pertumbuhan keretakan bersama-sama dengan polimer. Seperti yang ditunjukkan oleh Rajah7h, ketumpatan retak setiap sampel menunjukkan kecenderungan penurunan mendadak selepas menambah kandungan pengisi melebihi 20phr setiap 100 phr getah. Keretakan yang semakin meningkat dalam proses tindak balas akan berakhir kerana menghadapi zarah-zarah lengai, dan keretakan hanya mungkin untuk berkembang lagi dengan memecahkan atau melangkau zarah lengai [46]. Oleh itu, TP silika-tidak bergerak secara sederhana memastikan pengagihan pengisi anti-penuaan biojisim yang lebih stabil dan homogen dalam matriks SBR, menimbulkan sifat anti-penuaan yang luar biasa daripada sampel pengisian yang tidak mencukupi.

4. Kesimpulannya

Ringkasnya, nanofiller anti-penuaan biojisim hibrid baru untuk meningkatkan kestabilan oksidatif haba dan rintangan UVaging SBR tanpa menambah antioksidan molekul kecil tradisional yang lain telah dilaporkan, kerana polifenol teh hijau tidak bergerak pada permukaan silika. Fungsian permukaan silika dengan TP menunjukkan sifat yang diingini untuk mempamerkan kestabilan oksidatif haba yang lebih baik, terutamanya menambah 30 phr silika-s-TP ke dalam matriks SBR. Tambahan pula, dengan peningkatan kandungan silika-s-TP, sifat rintangan penuaan UV telah meningkat secara beransur-ansur. Tidak seperti antioksidan molekul rendah tradisional, silika-s-TP bukan sahaja menunjukkan penyebaran pengisi yang luar biasa, dan interaksi antara muka pengisi getah tetapi juga mempamerkan peningkatan kestabilan dan turun naik. Hasilnya juga menawarkan inspirasi untuk menggunakan bahan anti-penuaan biojisim dalam tayar hijau, bahan tambahan getah mesra alam, dan kawasan nanofiller berfungsi.

Artikel ini diekstrak dari Bahan 2020, 13, 4045; doi:10.3390/ma13184045 www.mdpi.com/journal/materials