Published January 12, 2023 | Version v1
Publication Open

Effect of Alumina Modified by Silane on the Mechanical, Swelling and Dielectric Properties of Al2O3/EPDM/SBR Blend Composites

Creators

  • 1. Benha University
  • 2. National Research Centre
  • 3. City of Scientific Research and Technological Applications

Description

Abstract Rubber blending has been widely used to improve various properties in finished rubber products. The purpose of this paper is to investigate the effect of filler size, type, concentration, and surface treatment on the mechanical, swelling, dielectric, and morphology properties of ethylene propylene diene rubber (EPDM)/styrene-butadiene rubber (SBR) rubber blend nanocomposites filled with alumina (Al 2 O 3 ) nanoparticles. Bis-(3-(triethoxysilyl)-propyl)-tetrasulfide (TESPT) was used as a silane coupling agent. Rubber blend nanocomposites containing Al 2 O 3 nanoparticles were compared to carbon black (CB). The results indicate that the nanocomposites prepared, in particular with the TESPT, had better properties than the composites without the TESPT. Mechanical properties of the CB-filled EPDM/SBR rubber blend were noticeably improved, indicating CB's inherent reinforcing potential. We found that rubber nanocomposites' crosslink density and filler–rubber interaction increase, and the swelling coefficient decreases with increasing filler content. The dielectric properties of the nanocomposites showed a significant enhancement with fillers. SEM images showed that the CB sample had a higher distribution than Al 2 O 3 due to good interaction and dispersion. This study's experimental data will help design and manufacture outdoor insulators.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم استخدام مزج المطاط التجريدي على نطاق واسع لتحسين الخصائص المختلفة في منتجات المطاط النهائية. الغرض من هذه الورقة هو التحقيق في تأثير حجم الحشو ونوعه وتركيزه ومعالجته السطحية على الخصائص الميكانيكية والتورم والعزل الكهربائي والمورفولوجية لمطاط الإيثيلين بروبيلين ديين (EPDM)/مطاط الستايرين- البيوتادايين (SBR) والمركبات النانوية المملوءة بجسيمات الألومينا (Al 2 O 3 ) النانوية. تم استخدام Bis -( 3-( triethoxysilyl)- propyl )- tetrasulfide (TESPT) كعامل اقتران سيلان. تمت مقارنة المركبات النانوية للمزيج المطاطي التي تحتوي على جسيمات Al 2 O 3 النانوية مع أسود الكربون (CB). تشير النتائج إلى أن المركبات النانوية المحضرة، على وجه الخصوص مع TESPT، لها خصائص أفضل من المركبات بدون TESPT. تم تحسين الخصائص الميكانيكية لمزيج المطاط EPDM/SBR المملوء بـ CB بشكل ملحوظ، مما يشير إلى إمكانات التعزيز الكامنة في CB. وجدنا أن كثافة الارتباط التشابكي للمركبات النانوية المطاطية وتفاعل الحشو والمطاط يزدادان، وينخفض معامل التورم مع زيادة محتوى الحشو. أظهرت الخصائص العازلة للمركبات النانوية تعزيزًا كبيرًا باستخدام الحشوات. أظهرت صور SEM أن عينة CB كان لها توزيع أعلى من Al 2 O 3 بسبب التفاعل الجيد والتشتت. ستساعد البيانات التجريبية لهذه الدراسة في تصميم وتصنيع العوازل الخارجية.

Translated Description (French)

Le mélange de caoutchouc abstrait a été largement utilisé pour améliorer diverses propriétés dans les produits en caoutchouc finis. Le but de cet article est d'étudier l'effet de la taille, du type, de la concentration et du traitement de surface de la charge sur les propriétés mécaniques, de gonflement, diélectriques et morphologiques des nanocomposites de mélange de caoutchouc éthylène propylène diène (EPDM)/caoutchouc styrène-butadiène (SBR) remplis de nanoparticules d'alumine (Al 2 O 3 ). Le bis-(3-(triéthoxysilyl)-propyl)-tétrasulfure (TESPT) a été utilisé comme agent de couplage au silane. Les nanocomposites de mélange de caoutchouc contenant des nanoparticules d'Al 2 O 3 ont été comparés au noir de carbone (CB). Les résultats indiquent que les nanocomposites préparés, en particulier avec le TESPT, avaient de meilleures propriétés que les composites sans le TESPT. Les propriétés mécaniques du mélange de caoutchouc EPDM/SBR rempli de CB ont été sensiblement améliorées, indiquant le potentiel de renforcement inhérent du CB. Nous avons constaté que la densité de réticulation et l'interaction charge-caoutchouc des nanocomposites de caoutchouc augmentaient, et que le coefficient de gonflement diminuait avec l'augmentation de la teneur en charge. Les propriétés diélectriques des nanocomposites ont montré une amélioration significative avec des charges. Les images MEB ont montré que l'échantillon de CB avait une distribution plus élevée que Al 2 O 3 en raison d'une bonne interaction et dispersion. Les données expérimentales de cette étude aideront à concevoir et à fabriquer des isolants extérieurs.

Translated Description (Spanish)

Resumen La mezcla de caucho se ha utilizado ampliamente para mejorar diversas propiedades en productos de caucho terminados. El propósito de este documento es investigar el efecto del tamaño, tipo, concentración y tratamiento superficial de la carga sobre las propiedades mecánicas, de hinchamiento, dieléctricas y morfológicas de los nanocompuestos de mezcla de caucho de etileno propileno dieno (EPDM)/caucho de estireno-butadieno (SBR) rellenos con nanopartículas de alúmina (Al 2 O 3 ). Se utilizó bis-(3-(trietoxisilil)-propil)-tetrasulfuro (TESPT) como agente de acoplamiento de silano. Los nanocompuestos de mezcla de caucho que contienen nanopartículas de Al 2 O 3 se compararon con el negro de carbón (CB). Los resultados indican que los nanocompuestos preparados, en particular con el TESPT, tenían mejores propiedades que los compuestos sin el TESPT. Las propiedades mecánicas de la mezcla de caucho EPDM/SBR con relleno de CB mejoraron notablemente, lo que indica el potencial de refuerzo inherente de CB. Encontramos que la densidad de reticulación de los nanocompuestos de caucho y la interacción entre el relleno y el caucho aumentan, y el coeficiente de hinchamiento disminuye con el aumento del contenido de relleno. Las propiedades dieléctricas de los nanocompuestos mostraron una mejora significativa con los rellenos. Las imágenes SEM mostraron que la muestra de CB tenía una distribución más alta que Al 2 O 3 debido a una buena interacción y dispersión. Los datos experimentales de este estudio ayudarán a diseñar y fabricar aislantes para exteriores.

Files

s12633-023-02290-0.pdf.pdf

Files (2.4 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:cedfa3661be896ebba7a5057c86f733c
2.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تأثير الألومينا المعدل بواسطة السيلان على الخصائص الميكانيكية والتورم والعزل الكهربائي لمركبات مزيج Al2O3/EPDM/SBR
Translated title (French)
Effet de l'alumine modifiée par le silane sur les propriétés mécaniques, de gonflement et diélectriques des composites de mélange Al2O3/EPDM/SBR
Translated title (Spanish)
Efecto de la alúmina modificada por silano en las propiedades mecánicas, de hinchamiento y dieléctricas de los compuestos de mezcla de Al2O3/EPDM/SBR

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4315651636
DOI
10.1007/s12633-023-02290-0

Is supplement to
https://openalex.org/W4242408827 (Other)
https://openalex.org/W4240140269 (Other)
https://openalex.org/W4234777832 (Other)
https://openalex.org/W4206755174 (Other)
https://openalex.org/W2552691267 (Other)
https://openalex.org/W2525955811 (Other)
https://openalex.org/W2484919617 (Other)
https://openalex.org/W2372182747 (Other)
https://openalex.org/W2128950464 (Other)
https://openalex.org/W2042647547 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1964927587
  • https://openalex.org/W1972675654
  • https://openalex.org/W1974207025
  • https://openalex.org/W1984263055
  • https://openalex.org/W2003194263
  • https://openalex.org/W2034273026
  • https://openalex.org/W2042667550
  • https://openalex.org/W2056274779
  • https://openalex.org/W2056612451
  • https://openalex.org/W2111436646
  • https://openalex.org/W2231358679
  • https://openalex.org/W2272365353
  • https://openalex.org/W2294899799
  • https://openalex.org/W2297283116
  • https://openalex.org/W2585735793
  • https://openalex.org/W2621098091
  • https://openalex.org/W2790646178
  • https://openalex.org/W2790682620
  • https://openalex.org/W2792451878
  • https://openalex.org/W2811315246
  • https://openalex.org/W2944234530
  • https://openalex.org/W2970409013
  • https://openalex.org/W2983535872
  • https://openalex.org/W2991228213
  • https://openalex.org/W2995379592
  • https://openalex.org/W3000026110
  • https://openalex.org/W3040785200
  • https://openalex.org/W3133574551
  • https://openalex.org/W3148033680
  • https://openalex.org/W3158766118
  • https://openalex.org/W4205933984
  • https://openalex.org/W4207071340
  • https://openalex.org/W4212962917
  • https://openalex.org/W4225271089
  • https://openalex.org/W4237492534
  • https://openalex.org/W4248538244