view in publisher's site

Elastomeric Matrix Composites with Enhanced Hybrid Fuel Resistance via Percolation-Assisted Grafting

The availability of elastomers that are resistant to biodiesel, petrodiesel, and their blends can provide a great impetus to the enhanced utilization of biofuels. However, due to the inherent differences in the polarity of biodiesel and petrodiesel, it has been realized that finding a single elastomer compatible with both types of fuels and their blends is extremely difficult. This study reports an approach to circumvent such limitations by modifying the elastomer backbone via grafting of a polymer with markedly different polar and dispersive components of the solubility parameter in the Hansen’s solubility space from either type of fuel. Ethylene propylene diene monomer (EPDM) (δD, δP, δH = 18.6, 3.4, 4.4 MPa1/2) was chosen as the elastomer matrix, and acrylic acid (AA) (δD, δP, δH = 11.3, 8.1, 5.2 MPa1/2) was chosen as the monomer to be grafted. To enhance the grafting yield of AA, silica percolated EPDM (SiEP) matrix was developed. This approach led to a significant increase in the grafting yield and fuel resistance; furthermore, the tensile strength increased by several fold while maintaining elongation at break of more than 700%. EPDM rapidly disintegrated in petrodiesel, whereas AA grafted silica percolated EPDM (AA-g-SiEP) maintained its integrity. Notably, even in biodiesel and biodiesel/petrodiesel blends, AA-g-SiEP had lower fuel uptake. These results were explained by considering the preferred orientation of the polar group of biodiesel toward AA domains, forming a barrier layer which impedes the further diffusion of fuel molecules. These observations suggest that the development of graft structures with extremely different matrix–graft solubility parameters can be used for designing materials resistant to chemical environments which have a different or mixed solubility profile.

کامپوزیت های ماتریسی الاستومری با مقاومت سوخت هیبریدی پیشرفته از طریق صنایع دستی با کمک پیش پخت

در دسترس بودن الاستومرهایی که در برابر بیودیزل، پترودیزل و مخلوط‌های آن‌ها مقاوم هستند، می‌تواند انگیزه زیادی برای افزایش استفاده از سوخت‌های زیستی ایجاد کند. با این حال، به دلیل تفاوت‌های ذاتی در قطبیت بیودیزل و پترودیزل، مشخص شده‌است که یافتن یک الاستومر واحد سازگار با هر دو نوع سوخت و مخلوط‌های آن‌ها بسیار دشوار است. این مطالعه روشی را برای دور زدن چنین محدودیت‌هایی با اصلاح ستون الاستومر از طریق پیوند یک پلیمر با اجزای قطبی و پراکنده پارامتر حلالیت در فضای حلالیت هانسن از هر دو نوع سوخت گزارش می‌کند. مونومر اتیلن پروپیلن دی ان (EPDM)(δD، δP، δH = ۱۸.۶، ۳.۴، ۴.۴ MPa۱ / ۲)به عنوان ماتریس الاستومر انتخاب شد و اسید اکریلیک (AA)(δD، δP، δH = ۱۱.۳، ۸.۱، ۵.۲ MPa۱ / ۲)به عنوان مونومر برای پیوند زدن انتخاب شد. برای افزایش بازده پیوند AA، ماتریس EPDM نفوذ سیلیکا (SiEP)توسعه داده شد. این روش منجر به افزایش قابل‌توجهی در بازده پیوند و مقاومت در برابر سوخت شد؛ علاوه بر این، استحکام کششی چند برابر افزایش یافت در حالی که ازدیاد طول در شکست بیش از ۷۰۰ % حفظ شد. EPDM به سرعت در پترودیزل تجزیه شد، در حالی که AA، EPDM نفوذ سیلیکا (AA - g - SiEP)تمامیت خود را حفظ کرد. قابل‌ذکر است که حتی در مخلوط‌های بیودیزل و بیودیزل / بنزین، AA - g - SiEP جذب سوخت کمتری داشت. این نتایج با در نظر گرفتن جهت گیری گروه قطبی بیودیزل به سمت حوزه‌های AA توضیح داده شد، که یک لایه مانع را تشکیل می‌دهد که مانع نفوذ بیشتر مولکول‌های سوخت می‌شود. این مشاهدات نشان می‌دهد که توسعه ساختارهای پیوندی با پارامترهای حلالیت ماتریس - پیوند بسیار متفاوت می‌تواند برای طراحی مواد مقاوم به محیط‌های شیمیایی که دارای پروفایل حلالیت متفاوت یا ترکیبی هستند، استفاده شود.
ترجمه شده با

سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.