原子力显微镜(AFM)已被用于研究天然橡胶硫化胶的表面缺陷,这样他们的结构性−机械性能可以被定义。这些数据对提高橡胶制品的质量至关重要。
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天然橡胶聚合物被认为是最重要的在现代世界。原料,用于生产超过40000种不同的产品,是很重要的一个广泛的行业,包括汽车、航空、医疗、时尚和消费产品。
全球工业橡胶市场增长,反映出对天然橡胶的需求增加。2018年,市场价值298亿美元,预计将增长到2026年达到446亿美元。这种增长的一部分可能来自于销售天然橡胶硫化胶,用于生产产品,如保龄球球、传送带、橡皮擦、绝缘材料、橡胶软管、鞋底、减震器、轮胎、和玩具,使天然橡胶硫化胶的一个最广泛使用的橡胶材料。亚博网站下载
生产是很重要的天然橡胶硫化胶与预计的属性,如强度、断裂阻力和耐久性。提高天然橡胶硫化胶的质量至关重要,我们理解条件和因素妥协这些属性,这样就可以减轻。
确定哪些因素预先确定破裂
加载条件的影响天然橡胶硫化胶的表面形态上已经研究多年的主题。因此,多了解骨折的本质以及它们如何影响材料的特性。然而,直到最近,预先确定的因素这些骨折一直被忽视的研究。
为了解决这个问题,近年来出现了许多出版物,旨在分析聚合物微观和纳米级时破裂前状态。这项研究帮助我们理解如何加强天然橡胶硫化胶,增强他们的抗断裂。AFM一直是这些研究的重要工具。
AFM是什么?
Gerd Binnig、卡尔文Quate Christoph嘉宝在1986年开发了原子力显微镜。发明是革命;它使科学家观点表面对象准确地在纳米尺度上,在分辨率远高于与电子显微镜是可能的。使用的非破坏性技术是可靠和准确的测量样品表面的各种属性,包括地形、电、磁、化学、光学和机械,在令人难以置信的高分辨率。
AFM使用扫描探针尖端,经过样品表面光栅模式。表面的移动,移动时引起的悬臂挠度与纹理变化的高度技巧。一束激光跟踪悬臂梁的挠度和指导位敏光电探测器。
常数与样品表面是由一个反馈回路,保证管理的垂直扩展扫描仪。最后,一个三维地形生成的图像样本表面的结合产生的坐标跟踪的AFM扫描提示。
AFM自发明以来,已经被许多杠杆行业,通常它保存在电子显微镜的优势。研究橡胶工业最近利用这项技术来获得一个清晰的因素影响天然橡胶硫化胶的结构完整性。
橡胶表面原子力显微镜下
一项研究发表在杂志上大分子2016年由Ilya Morozov描述如何利用AFM研究structural-mechanical天然橡胶硫化胶表面缺陷的属性。通过由AFM图像,研究揭示,运动员的表面裂缝和链称为弹塑性microdefects样品在特定切削条件。
AFM还透露,在拉伸样品,矩阵分离是明显的夹杂物,在两极传播的纵向nanocracks阻碍了夹杂物和交联异构性问题。研究还发现更多细节关于妥协的条件和因素天然橡胶硫化胶的性能。defects-transverse裂纹在拉伸橡胶的特性被发现是取决于属性如裂纹尖端的距离和填料浓度。
另一项研究,发表在《华尔街日报》橡胶化学与技术,表明AFM图像能够揭示乙烯丙烯二烯单体(EPDM)形态学的变化,直接关系到交联和加载等填料炭黑(CB)和二氧化硅粒子,和石油。yabo214使用这些AFM图像,研究能够得出这样的结论:橡胶硫化胶的形态是依赖于组件的比例等因素,硫化程度、加工条件。
AFM很可能将继续增强我们的知识的一个重要工具的橡胶的性质。因此,橡胶工业可以产生更高的财富橡胶制品更可取的属性。
从AZoM:为什么使用AFM分析生物聚合物?
引用和进一步阅读
莫洛佐夫,我。,2016年。Structural-Mechanical AFM研究天然橡胶硫化胶的表面缺陷。大分子49 (16),pp.5985 - 5992。https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.6b01309
Yerina: Magonov, S。,2003年。原子力显微镜在橡胶材料的分析。亚博网站下载橡胶化学与技术76 (4),pp.846 - 859。https://meridian.allenpress.com/rct/article-abstract/76/4/846/93064/Atomic-Force-Microscopy-in-Analysis-of-Rubber?redirectedFrom=PDF
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