Preparation of clay-rubber composites

Abstract

Clays have been used as filler in rubber composites but they are non-reinforcing for rubber. Clays are usually modified with silane coupling agents to improve the reinforcing effect. The clay used in this study is kaolinite from Ranong, Thailand. It was modified with 3-aminopropyltriethoxysilane (3-APS) in various mixing proportions. The surface modified clays were investigated by FTIR Spectroscopy and X-ray diffraction. Natural rubber (NR) containing surface modified clays as filler was found to have better properties than NR containing untreated clay. The concentration of 5-10 g 3-APS/100 g clay seemed to have much effect on properties improvement of NR. At 40 phr filler loading, improvement in properties of NR was maximum. As compared to the results of NR filled with clays surface modified by Bis(3-triethoxysil ylpropyl)tetrasulphane (Si69), NR containing clays surface modified by 3-APS gave better properties. Nevertheless, the physical properties of NR containing surface modified clays were not as good as those of NR containing silica as filler.

แร่ดินเหนียวสามารถนำมาใช้เป็นสารตัวเติมในกระบวนการผลิตวัตถุสำเร็จรูปจากยางได้แต่แร่ดินเหนียวไม่มีสมบัติในการเพิ่มความแข็งแรงให้แก่วัตถุสำเร็จรูปจากยาง ดังนั้นจึงต้องมีการปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารประสานไซเลน เพื่อให้แร่ดินเหนียวที่ได้มีคุณสมบัติในการเสริมความแข็งแรงให้แก่วัตถุสำเร็จรูปจากยาง แร่ดินเหนียวที่ใช้ในการทคลองคือ แร่ดินขาวจากจังหวัดระนอง ซึ่งได้นำมาปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารประสานไซเลนคือ 3-aminopropyltriethoxysilane ด้วยความเข้มข้นต่างๆ แร่ดินขาวที่ใด้หลังจากการปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารประสานไซเลนแล้ว จะนำมาวิเคราะห์ด้วยวิธีอินฟราเรดสเปกโทรสโคปี และเทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ ในการศึกษาสมบัติของยางธรรมชาติพบว่า ยางธรรมชาติที่ใช้แร่ดินขาวที่มีการปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารประสานไซเลนเป็นสารตัวเติม จะมีสมบัติทางกายภาพที่ดีกว่าการใช้แร่ดินขาวที่ไม่ได้ ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวเป็นสารตัวเติม การใช้ 3-aminopropylriethoxysilane ที่ความเข้มข้น 5-10 กรัมเมื่อเทียบกับแร่ดินขาว 100 กรัม จะมีผลต่อการปรับปรุงสมบัติของยางธรรมชาติได้มาก และการใช้ปริมาณของสารตัวเติม 40 ส่วนต่อยาง 100 ส่วน จะทำให้ยางธรรมชาติมีสมบัติทางกายภาพที่ดีที่สุด เมื่อเปรียบเทียบสมบัติของยางธรรมชาติที่ผสมแร่ดินขาวที่ปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารประสานไซเลนต่างชนิคกันเป็นสารตัวเติม พบว่ายางธรรมชาติที่ใช้ดินขาวที่ปรับปรุงพื้นผิวด้วย aminopropyltriethoxysilane เป็นสารตัวเดิมจะมีสมบัติที่ดีกว่าเมื่อใช้แร่ดินขาวที่ปรับปรุงพื้นผิวด้วย Bis(3-triethoxysilylpropy)tetrasulphane เป็นสารตัวเดิม อย่างไรก็ตามการใช้แร่ดินขาวที่ปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารประสานไซเลนเป็นสารตัวเติมในยางธรรมชาติยังคงทำให้ยางที่ได้มีสมบัติทางกายภาพไม่ดีเท่าการใช้ซิลิกาเป็นสารตัวเติม