Nýtt blendingur lífmassa gegn öldrun fylliefni fyrir stýren-bútadíen gúmmí samsett hluti 1

Vinsamlegast hafðu sambandoscar.xiao@wecistanche.comfyrir meiri upplýsingar

Ágrip:Andoxunarefni eru venjulega notuð til að lengja endingartíma fjölliða vegna þess hve fenólhýdroxýlhópurinn í hindruðu fenólbyggingunni er minnkaður. Innblásin af þessum eiginleikum höfum við kynnt grænt te pólýfenól (TP) sem er stutt á kísilyfirborði sem inniheldur töluverða fenólhýdroxýlhópa til að fá nýtt lífmassa gegn öldrun fylliefni (BAF, táknað sem kísil-s-TP) til að styrkja og bæta andstæðinginn. -öldrunareiginleikar gúmmíefna. Notkun kísil-s-TP til að auka varma-oxunarstöðugleika og útfjólubláu ljós (UV) öldrunarþol stýren-bútadíen gúmmí (SBR) var metin. Blendingur lífmassa gegn öldrun fylliefnið gæti ekki aðeins dreift jafnt í gúmmígrunninu, sem gefur tilefni til framúrskarandi vélrænna eiginleika heldur einnig aukið eiginleika varma-oxunarstöðugleika og UV-öldrunarþols með auknu kísil-s-TP innihaldi SBR greinilega. . Þessi rannsókn veitir milda og umhverfisvæna stefnu til að undirbúa hagnýta lífmassafylliefnið, sem hægt væri að nota sem styrkingarfylliefni heldur einnig sem aukefni gegn öldrun í "grænu gúmmíi".

Leitarorð:gúmmí samsett efni; fylliefni gegn öldrun; kísil; lífmassi; te pólýfenól; hitastöðugt

Vinsamlegast smelltu hér til að vita meira

1. Inngangur

Öldrun fjölliða efna er afgerandi vandamál fyrir langtíma notkun þess. Öldrun fjölliða stafar af hita, sérstaklega við háan hita í langan tíma, ofgnótt af súrefni, efnum og útfjólublári (UV) geislun. Meðfylgjandi breytileiki versnar eiginleika og stöðugleika fjölliða efna og takmarkar notkun þeirra að miklu leyti. Öldrun fjölliða efna hefur nefnilega tilhneigingu til að flýta fyrir eyðileggingu á eiginleikum efnisins, sem leiðir til skerðingar á endingartíma og aukinni neyslu auðlinda og getur, undir vissum kringumstæðum, verið skelfilegt. Sérstaklega augljóst dæmi er öldrun gúmmídekkja. Diene elastómer, eins og náttúrulegt gúmmí (NR), bútadíen gúmmí (BR) og stýren-bútadíen gúmmí, eru mikilvægar teygjur í nútíma iðnaði [23] Aðalkeðjan af gúmmíi inniheldur ómettaðar keðjur og allsherjar vetni, sem eru viðkvæm fyrir hitauppstreymi -oxandi öldrun og sameindakeðjubrot [4,5]; oxunaröldrun er algengust [6,7].cistanche skammtur redditTil að koma í veg fyrir oxandi öldrun gúmmíefnis og lengja endingartíma þess hafa öldrunarvarnarefni verið beitt til að hindra og útrýma sindurefnum. Hins vegar geta sum öldrunarvarnarefni í verslun gegnt hlutverki að vissu marki, en það eru nokkrir annmarkar sem takmarka notkun þeirra, svo sem léleg andoxunarvirkni, rokgjarnleiki og auðveldur fólksflutningur. Þar að auki eru flest oxunarefni eitruð og munu valda ákveðnum skaða á fólki og umhverfi [8,9]. Þess vegna hefur það ákveðna rannsóknarþýðingu að leita að óeitruðum og náttúrulegum öldrunarefnum.

Amín og fenól andoxunarefni eru almennt notuð í gúmmí öldrunarkerfi [10-13]. Í samanburði við amín andoxunarefnið, eru fenól andoxunarefni hentugur fyrir litlausar eða ljósar gúmmívörur vegna mengunarlausra og mislitandi eiginleika þeirra. Eins og kunnugt er eru pólýfenólsambönd og fenólar til í miklum fjölda plantna, þar á meðal te, kaffi, grænmeti og óþroskaða ávexti. Te pólýfenól eru helstu líffræðilega virku innihaldsefnin í grænu tei og aðalþátturinn í TPsis katekínum. Katekinin eru aðallega samsett úr (-)-epicatechin(EC), (-)-epicatechin gallate (ECG), (-)-epigalocatechin(EGC), og (-)-epigalocatechin gallate (EGCG). Þar að auki, sem eins konar lífmassi, er TP mikið notað sem andoxunarefni [13,14], UV-varnarefni, krabbameinslyf[15], bakteríudrepandi lyf [16-18] og grafenoxíðslosandi vegna þess mikil hvarfgirni hýdroxýlskipta og sindurefna og hreinsunarhæfni [19]. Yan o.fl. dópuð tepólýfenól í pólýanilín sameindakeðjur sem ný tegund af skilvirku dópefna- og hitajöfnunarefni. Í samanburði við hreint pólýanilín, eykur lyfjamisnotkun TP inn í sameindakeðju pólýanilíns gagnvirkni keðjuhlutanna og stuðlar að afstaðsetningu rafeinda [20]. Guo et al notuðu te pólýfenól efnasambönd til að draga úr grafenoxíði til að fá te pólýfenól minnkað grafen (TPG). Með því að nota beina slurry blanda aðferð er TPG slurry jafnt dreift í klórsúlfónerað pólýetýlen (CSM) til að búa til CSM/TPG samsett efni. Rannsóknin leiddi í ljós að það er sterk tengsl milli CSM og TPG, sem bætir verulega vélrænni eiginleika samsetta efnisins [19,21]. Að auki, Guo o.fl. hafa notað te pólýfenól efnasambönd sem afoxunarefni og sveiflujöfnun til að virkja grafen (JPTG), sem er framleitt með Mannich hvarfinu við grafenoxíð. Nítrílgúmmí/JTPG samsett efni er framleitt með asetónlausnaraðferð og vélrænni eiginleikar og rafleiðni efnisins eru verulega bætt [22].

Cistanche getur gegn öldrun

Ólífræna fylliefnið er nauðsynlegt innihaldsefni fyrir gúmmívörur til að styrkja gúmmígrunnið og draga úr kostnaði. Á undanförnum árum hefur mikill fjöldi rannsókna bent til þess að ólífrænt fylliefni sem breytt er með sílantengiefni gæti víða aukið dreifingu ólífræns fylliefnis í gúmmígrunninu [23]. Nýlega hefur nýlega verið komið á fót nýrri aðferð til að breyta yfirborði ólífræns fylliefnis með gúmmíaukefnum með lágmólþunga á yfirborði þess sem áhrifarík nálgun til að ná saman frammistöðu stífs fylliefnis og gúmmíabóta [24]. Til dæmis, í bókmenntum er greint frá því að ólífrænt fylliefni sem breytt er með andoxunarefnum úr gúmmíi geti skilað einsleitri dreifingu fylliefnisins og bætt samsetningu gúmmísins og fylliefnisins [25].cistanche þykkni kostir,Hins vegar, samkvæmt viðeigandi rannsóknum, eru sjaldgæfar skýrslur um tepólýfenólvirkað kísil. Að auki hefur ekki verið greint frá áhrifum tepólýfenólsins sem er fest á yfirborð kísils á öldrun og styrkingareiginleika gúmmísins. Miðað við styrkjandi frammistöðu kísils, getur tepólýfenól lífmassa hagnýtt kísil veitt betri umbætur á endanlegum vélrænum eiginleikum og andoxunaráhrifum gúmmí nanósamsetninga.

Í þessari grein var ný tegund af TP-breyttri kísil (silica-s-TP) sem lífmassa fylliefni gegn öldrun, í stað hefðbundinna lífrænna aukefna gegn öldrun, kynnt fyrir SBR fylkinu til að auka samtímis afköst varma- oxandi öldrun og vélrænni eiginleikar. Áhrif lífmassa fylliefnis gegn öldrun á dreifingu, viðloðun við yfirborð, vélrænni eiginleika og öldrunareiginleika SBR samsettra efna voru rannsökuð markvisst. Eins og við var að búast sýndu þau kísil-TP framúrskarandi gúmmístyrkingu og öldrunareiginleika en hefðbundin amín eða fenólgúmmí öldrunarvarnarefni með jöfnu fylliefnisinnihaldi vegna samsettra kosta fylliefnis og lífmassa gegn öldrun í gegnum efnabindingu milli kísil og TP. Markmið þessarar vinnu eru að útbúa nýtt blendingslífmassafylliefni sem hægt væri að nota sem eins konar óeitrað aukefni gegn öldrun með framúrskarandi andoxunareiginleika og styrkjandi eiginleika fyrir "græna gúmmíiðnaðinn".

2. Tilraunaverkefni

2.1.Efni

SBR (1502) var framleitt af Guangzhou Institute of Rubber Products, Guangzhou, Kína. Te polyphenol (TP) var fengið frá Shenzhen Shanghai Bioengineering Co., Ltd., Shenzhen, Kína. Óspilltur kísil (FINE-SIL 518) með tiltekið yfirborðsflatarmál 200-220 m//g var keypt frá Huiming Chemical Co., Ltd., Jiangxi, Kína. Virkjarar eins og sterínsýra (SA) og sinkoxíð (ZnO), hraðalinn N-sýklóhexýlbensóþíasól-2-súlfenamíð (CBS) og óleysanlegt brennisteini (S) við vúlkangerð voru iðnaðarvörur og notaðar eins og þær hafa borist. Díbútýltíndílúrat (DBTDL) og algert etanól voru greiningarhvarfefni og notuð eins og þau hafa borist.

2.2. Undirbúningur lífræns-ólífræns blendings lífmassa fylliefni gegn öldrun

Nýmyndunarleið lífmassa fylliefnis gegn öldrun (silica-s-TP) var sýnd á mynd 1. Silica-s-TP var útbúin með mildri og eins þrepa aðferð.15.0g kísil var bætt við 500 ml þriggja hálsa kolbu og dreift í 300 ml af algeru etanóli, og síðan var 1 g TP og nokkrum dropum af DBTDL bætt í sviflausnina. Eftir að hrært var við 50 gráður í 11 klst, var blandan síuð og þvegin með etanóli í 4 sinnum. Síðan var varan þurrkuð í lofttæmi ofni við 80 gráður til stöðugrar þyngdar.

2.3. Undirbúningur SBR/Silica-s-TP Composites

SBR samsett efni sem búið var til með því að fylla mismunandi innihald af kísil og kísil-s-TP fylliefnum var blandað saman við virkjara, eldsneytisgjöf og vökvun við stofuhita í 10 mínútur með tveggja rúlla mylla, í sömu röð. Íhlutir SBR/silica-s-TP samsettra efna eru taldir upp í töflu 1. Samsett efni eru nefnd SBR/ST-x, þar sem x þýðir x phr af kísil-s-TP.cistanche Genghis KhanSíðan voru tilbúnu efnasamböndin heitpressuð við 160 gráður fyrir ákjósanlegan þurrkunartíma. Síðan voru sýnin presshert í 1 mm þykkt blað við 160 gráður og skorið í formi handlóð A sýnis.

2.4. Einkenni

Röntgenljósrófsgreiningarpróf (XPS) voru gerðar á Thermo Fisher Scientific ESCALAB 250Xi XPS (Thermo Fisher Scientific Company, Waltham, MA, Bandaríkjunum). Fourier transform innrauða (FTIR) litrófsgreining var fengin úr Bruker Vector 33 FTIR litrófsmæli (Bruker Technology Co., Ltd., Peking, Kína) á bilinu 4000 cm til 400 cm-1. Hitaþyngdargreining (TGA) var framkvæmd á NETZSCH TG209F1 (NETZSCH Group, Selb, Þýskalandi) frá 30 gráðum til 800 gráður um 10 gráður / mín og í N2 andrúmslofti. UV-VIS frásogsróf sýna var fengin með Lambda 35 litrófsmæli (Perkin Elmer, Waltham, MA, Bandaríkjunum), og sýnunum var dreift í afjónuðu vatni. Merlinscanning rafeindasmásjá (SEM) tæki (ZEISS Co.Ltd., Jena, Þýskalandi) var notað til að fylgjast með formgerð fylliefnisdreifingar í brotfleti gúmmífylkisins. Gúlkunareiginleikar SBR efnasambandanna voru framkvæmdir á snúningsmælum UR-2030(U-CAN DYNA TEX INC., Taipei, Taívan). Rif- og togpróf voru framkvæmd á U-CAN UT-2060 tæki (U-CAN DYNA TEX INC., Taipei, Taívan) samkvæmt ISO staðli 37-2005. Þvertengingarþéttleiki sýnanna var mældur með jafnvægisbólguaðferðinni eins og áður hefur verið greint frá [25]. Kvikan vélrænni greiningartæki (DMA) var mæld með TA Q800 kraftmiklum vélrænni greiningartæki (TA Instruments, Shanghai, Kína) frá -80 gráðu til 80Cby2 gráður/mín. Fyrir UV öldrunarpróf voru SBR samsett efni sett í UV öldrunarprófunarvél (Dongguan Zhenglan Precision Instruments Co., Ltd., Dongguan, Kína) í 1,2 og 3 daga við 50 gráður C. UV geislunarstyrkur var 0,83 W/m2.

Glerskiptin á snyrtilegum SBR og SBR/kísil-s-TP samsettum efnum greindust af NETZSCH DSC 204 F (NETZSCH Group, Selb, Þýskalandi). Í fyrsta lagi voru samsetningarnar jafnhitaðar við -80 gráðu í 5 mínútur og fylgt eftir með upphitun í 30 gráður á hraðanum 10 gráður/mín undir N2 flæði. Síðan var tilraunabreytunum úthlutað hitagetuþrepinu ACpn og þyngdarhlutfalli óhreyfða fjölliðalagsins Xim [26-28]. ACP og Xim voru reiknuð út sem hér segir:

þar sem ACpo og ACP voru varmagetuhoppið á glerbreytingarsvæði ófylltra og fylltra fjölliða samsettra efna [29-31]. w var þyngdarhlutfall fylliefnis í gúmmíblöndur.

3. Niðurstöður og umræður

3.1. Einkenni á Silica-s-TP

Mynd 2 sýndi FTIR litróf óspillts kísils, TP og kísil-s-TP, í sömu röð. Litrófið fyrir kísil í viðurvist einkennandi toppa við 3440 cm-l og 1630 cm -1, í sömu röð, er í eigu hýdroxýlhópsins sem teygir sig fyrir silanól hýdroxýl og hýdroxýlhópsbeygju frásogaðs vatns á kísilyfirborðinu [27 ]. Eins og sýnt er á innrauða litrófinu TP, eru dæmigerðir toppar við 3340 cm-1 og 1348 cm- rakaðir til frjálsrar eða innansameinda vetnistengdrar teygju og beygju, í sömu röð. Að auki eru topparnir við 1698 cm-I, 1621 cm-! og 1448 cm-1 raktir til C=O teygju, C=C titringur á hringnum og CH beygja, í sömu röð. Á sama tíma eru topparnir við 1144 cm og 1034 cm-' allir raktir til COC-teygjunnar [32]. Þegar kísil-s-TP er borið saman við hreina TP, sýnir innrauða litróf kísil-s-TP dæmigert svipað litróf og kísil. Einkennandi toppar TP eru ósýnilegir í litróf kísil-s-TP vegna lítils magns af TP græddu á kísilyfirborðið. Næmari uppgötvun á kísil-s-TP yfirborði getur sýnt yfirborðsbyggingu kísil-s-TP.

Umbreyting TP í kísil-s-TP birtist með UV-VIS litrófsgreiningu á mynd 2b. Sýnunum af kísil, TP og kísil-s-TP er dreift í afjónuðu vatni. Litróf kísils sýnir ekkert augljóst frásog á dæmigerðu útfjólubláu frásogssviði.cistanche líflengingFrásogshámarki TP við 220 og 270 nm var úthlutað π-πt og n-πt umskiptum samtengdrar byggingar í benseni frá TP[19]. Kísil-s-TP virtist svipað frásog og TP við 220 og 270 nm líka. Þetta sýnir greinilega að TP hefur tekist að græða á kísilyfirborði með hýdroxýlhópunum.

Hitaþyngdarmæling var beitt til að meta innihald TP sem studd er á yfirborði kísilagna og ferlar kísils, TP og kísils-s-TP voru sýndir á mynd 2c. Hitaþyngdarferil kísil-s-TP má skipta í tvö stig á hitastigi frá 30 til 800 gráður.cistanche nzFyrsta stigið undir 150 gráðum var rakið til ofþornunar á aðsoguðu vatni og fjarlægingar á silanólhópum á yfirborði kísils. Þá var stigið yfir 200 gráður rakið til varma niðurbrots ágræddra TP sameinda. Hleðslunýtingin er reiknuð út með jöfnunni (3) [33]:

Og reiknað gildi óhreyfðs TP á nanó-kísil yfirborði var um það bil 3,4 wt prósent. XPS-mæling á yfirborðslýsingu sýnanna er næmari [34]. O 1s litróf kísils, TP og kísils-s-TP, og toppfestingar kísils-s-TP (þunnar ferlar) eru sýndar á mynd 2d í þunnum ferlum. Eins og mynd 2d sýnir er aðal toppur O1s í kísil við 532,6eV úthlutað til Si-OH. Samanborið við kísil minnkar bindiorka O1s fyrir kísil-s-TP sem rekja má til efnahvarfsins milli Si-OH og TP. Þó að hægt væri að skipta toppnum í fjórar tegundir af súrefni, COH, Si-OC, COC og-C=O við bindiorkuna 531,8,532,3,532,9 og 533,5eV, í sömu röð. Þetta er í samræmi við efnahvörf milli Si-OH hópsins og TP til að mynda súrefnisatóm með mismunandi bindingarorku [35]. Þess vegna sýna XPS niðurstöðurnar enn frekar árangursríka tengingu TP á kísilyfirborðinu.

Þessi grein er dregin út úr Efni 2020, 13, 4045; doi:10.3390/ma13184045 www.mdpi.com/journal/materials