استفاده از ترکیب های پلیمری و تولید ترموپلاستیک الاستومرها یکی از روش های بهبود خواص مکانیکی و تولید محصولات جدید با کیفیت مناسب می باشد. علاوه بر این استفاده از نانو ذرات خاک رس می تواند در خواص کامپوزیت های پلیمری تاثیر گذار باشد. یکی از پرکاربردترین الاستومرها در صنعت، لاستیک نیتریل بوتادین (NBR) است. از آنجایی که ترموپلاستیک الاستومر NBR/PP کاربردهای زیادی جهت مقاومت در برابر روغن و درجه حرارت های بالا دارد، لذا در این مقاله، به بررسی بهبود ویژگی های ترموپلاستیک الاستومر NBR/PP با استفاده از افزودن نانو ذرات خاک رس پرداخته شده است. توسط یک مخلوط کن آزمایشگاهی، نسبت های 2، 3 و 5 درصد وزنی نانو ذرات خاک رس با ترموپلاستیک الاستومر NBR/PP مخلوط گردید. نتایج بررسی مشخصات ساختاری با استفاده از آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) نشان داد که شکل گیری ساختار ورقه ای، به درصد خاک رس استفاده شده در نمونه وابسته است. همچنین نتایج اثر ساختاری نانوکامپوزیت ها روی خواص مکانیکی از جمله استحکام کشش، کرنش پارگی، سختی و آنالیز حرارتی TGA و DTA برای هر کدام از نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت.

ترموپلاستیک الاستومرها (TPEs)، ترکیبی از فرآیندپذیری خوب پلاستیک ها و خواص مکانیکی الاستومرها را که برای طراحان قطعات مهم هستند، به ارمغان می آورند. این مواد به ویژه در صنعت خودرو برای ساخت انواع قطعات از جمله سپرهای مستحکم استفاده می شوند. فرایند تزریق از رایج ترین روش های ساخت این دسته از پلیمرها بوده که امکان تولید انبوه و صنعتی را فراهم می سازد. در این پژوهش، فرایند تزریق سپر ترموپلاستیک الاستومری از جنس پلی پروپیلن/استایرن-بوتادین رابر+لاستیک طبیعی (PP+SBR/NR) به کمک نرم افزار Autodesk Moldflow شبیه سازی شد و مکان مناسب درگاه تزریق، شرایط فرایندی بهینه و عیوب احتمالی تزریق مورد بحث و بررسی قرار گرفتند. زمان پرشدن قالب تزریق، فشار تزریق، دمای مذاب و قالب، زمان خنک کاری، اعوجاج و شرینکیج از جمله پارامترهایی هستند که در این مطالعه مورد تجزیه و تحلیل واقع شده اند. همچنین موقعیت های احتمالی حبس هوا و خطوط جوش به عنوان رایج ترین عیوب احتمالی تزریق معین گردیدند.

در این تحقیق یک نوع جدید از نانو چند سازه الاستومر ترموپلاستیک تقویت شده با نانو الیاف سلولز گزارش شده است. هدف از این مطالعه، ابتدا بررسی برهم کنش و پخش نانو الیاف در داخل ماتریکس پباکس بوده است. برهم کنش و اثر تقویت کنندگی نانو الیاف در سه سطح 1، 3 و 5 درصد به وسیله میکروسکوپ الکترونی پویشی، طیف سنجی مادون قرمز و آزمون های مکانیکی (شامل مدول یانگ، افزایش طول تا نقطه شکست و مقاومت به ضربه) مورد بررسی قرار گرفت. همه نتایج به دست آمده اثر مناسب نانو الیاف سلولز بر برهم کنش قوی و تماس نزدیک با بخش پلی آمید ماتریکس پباکس را نشان داد که موجب افزایش خواص مکانیکی نانو چند سازه شد. البته مدول یانگ و مقاومت به ضربه نانو چندسازه، افزایش چشمگیری داشت.

امروزه در دنیا از مخلوط های آسفالتی با استخوان بندی سنگدانه ای برای مقابله با شیارشدگی استفاده می شود. بخش درشت دانه این نوع مخلوط با برقراری تماس سنگدانه ای بار محورها را تحمل می کند و آن را به لایه زیرین انتقال می دهد. قسمت ریزدانه، فیلر، قیر و افزودنی ها (الیاف و پلیمر) در مخلوط نقش پرکننده فضای خالی درشت دانه را ایفا می کند. در این میان قیر وظیفه در کنار هم نگه داشتن سنگدانه های درشت را نیز دارد و چون قیر خالص به تنهایی قادر به انجام این کار نیست، استفاده از افزودنی ها ضرورت می یابد. افزودنی ها به دو دسته الیاف و پلیمر تقسیم می شوند. در این تحقیق به منظور جلوگیری از ریزش قیر در حین ساخت از الیاف سلولزی استفاده شده است. به کارگیری پلیمر های الاستومر-ترموپلاستیک موجب افزایش مقاومت شیارشدگی در دماهای بالا می شود. خاصیت الاستومری موجب بازگشت پذیر شدن تغییرشکل ها و خاصیت ترموپلاستیک موجب افزایش درجه عملکردی قیر می شود. به منظور بهبود مقاومت شیارشدگی، کوپلیمر های پلی اتیلن در درصدهای 3، 5، 7 و کوپلیمرهای اتیلن-وانیل-استات در 4، 8، 12 درصد استفاده شدند. این پلیمرها را می توان در حین ساخت به مخلوط اضافه کرد. این روش اختلاط پلیمر در مخلوط های آسفالتی در ایران رایج است و در این پژوهش به کار گرفته شده است. برای مقایسه، آزمایش خزش دینامیکی نامحصور بر روی نمونه های شاهد و اصلاح شده انجام شد. با انتخاب دمای 50 درجه سانتی گراد به عنوان دمای انجام آزمایش خزش و سطح تنش 450 KPa به عنوان تنش انحرافی، ضمن ارزیابی مخلوط ها در دمای بالا، شرایط بار گذاری محورهای سنگین نیز شبیه سازی شده است. مقایسه نتایج مشخص کرد که چنانچه پلی اتیلن به صورت مستقیم به مخلوط در حین ساخت اضافه شود، بهبودی در مقاومت شیارشدگی حاصل نمی شود. مقایسه نتایج خزش دینامیکی مخلوط های اصلاح شده با استایرن-بوتادین-استایرن و اتیلن- وانیل- استات نیز مشخص کرد که اتیلن-وانیل-استات در درصد های 8 و 12 مقاومت شیارشدگی ای برابر برابر 4 و 6 درصد استایرن-بوتادین-استایرن دارد.

در سال های اخیر نانوکامپوزیت های مبتنی بر پایه پلیمر به دلیل خواص مکانیکی، شیمیایی و حرارتی خوب، کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف مثل کشتی سازی، هوا فضا، خودرو سازی و پزشکی داشته است. هدف از انجام این تحقیق مطالعه و بررسی تاثیر نانوذرات نانولوله هالوسایت (HNTs) و لاستیک اکریلونیتریل بوتادین رابر (NBR) بر خواص مکانیکی و ریز ساختار ترموپلاستیک الاستومر بر پایه پلی وینیل کلراید/لاستیک اکریلونیتریل بوتادین رابر است. روش پاسخ سطح ((RSM با استفاده از طرح مرکب مرکزی (CCD) برای بررسی خواص مکانیکی مثل استحکام کششی و ازدیاد طول در هنگام شکست مورد استفاده قرار گرفت. ریز ساختار نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین استحکام کششی در 4. 7 درصد وزنی نانو لوله های هالوسایت بدست می آید و برای درصد های بالا، استحکام کششی کاهش می یابد. افزایش مقدار لاستیک NBR از 20 تا 40 درصد وزنی، باعث کاهش مداوم استحکام کششی می شود. ازدیاد طول در هنگام شکست با افزایش مقدار NBR افزایش می یابد درحالی که ازدیاد طول در هنگام شکست با افزایش مقدر HNT کاهش می یابد. نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان می دهد که سطح شکست نمونه ها با افزایش استحکام، زیرتر می شود.

پلی پروپیلن دارای چقرمگی و مقاومت ضربه پایینی است و برای خیلی از کاربردها نیاز به اصلاح دارد. اضافه کردن الاستومرها جهت تقویت چقرمگی و مقاومت ضربه به طور معمول استفاده می شود، اما سبب افت مدول و استحکام کششی می گردد. در این پژوهش یک کامپوزیت هیبریدی پلی پروپیلن/ترموپلاستیک الاستومر/نانو سیلیکا/ سازگارکننده به روش اختلاط مذاب تهیه گردید و اثر همزمان نانوذره، الاستومر و سازگارکننده بر روی خواص کششی و ضربه نمونه ها به کمک روش طراحی آزمایش سطح پاسخ مطالعه شد. نتایج میکروسکوپی نشان دادند که آلیاژ تولیدی یک آلیاژ دو فازی بوده که اندازه ذرات الاستومر آن در حدود 400-100 نانومتر است و با افزایش درصد ترموپلاستیک الاستومر، اندازه ذرات آن در آلیاژ افزایش می یابد. اندازه ذرات نانوسیلیکا در حضور سازگار کننده بین 90-40 نانومتر بوده است، اما عدم استفاده از سازگار کننده سبب ایجاد کلوخه هایی از نانوذرات در کامپوزیت می گردد. با افزایش میزان ترموپلاستیک الاستومر، کرنش شکست و استحکام ضربه افزایش می یابد، درحالی که مدول یانگ و استحکام کششی با کاهش همراه است. اثر نانوذرات سیلیکا بر روی خواص مکانیکی به مقدار زیادی به حضور یا عدم حضور سازگارکننده ارتباط دارد. افزایش نانوسیلیکا در عدم حضور سازگار کننده سبب کاهش استحکام کششی و مقاومت ضربه می گردد. همچنین افزایش نانوسیلیکا در حضور سازگارکننده سبب افزایش مدول الاستیک می گردد. بر اساس نتایج بدست آمده از طراحی آزمایش، روابط ریاضی برای پیش بینی خواص مکانیکی ارائه گردید. استفاده از سیستم هیبریدی امکان بهبود چشمگیر مقاومت ضربه پلی پروپیلن، بدون افت مدول الاستیک را فراهم نمود.

کامپوزیت ­های پایه پلیمری به ویژه کامپوزیت­ های با پایه پلی ­آمید امروزه از اهمیت زیادی در کاربردهای مهندسی برخوردار هستند. یکی از مباحث مهم در عمر مفید و کارایی این پلیمرها مقاومت در برابر فرسایش و به طور کلی خواص تریبولوژیکی آن ها است. این مقاله به بررسی اثر نانو ذرات کاربید سیلیسیوم بر خواص تریبولوژیکی PA6/NBR پرداخته است. بدین منظور ترکیب­ های مختلف با مقادیر متفاوت  NBRو SiC ساخته شد. درصد وزنی NBR از 10 تا 50 و درصد وزنی SiC از 1 تا 5 درصد انتخاب شد. نمونه­ های ساخته شده تحت آزمون های فرسایش، ضریب اصطکاک و سختی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که افزایش در درصد NBR، نرخ سایش را تا 77 درصد افزایش می دهد. همچنین افزودن نانو ذرات کاربید سیلیسیوم تاثیر مثبتی بر خواص تریبولوژیکی نانوکامپوزیت مورد مطالعه داشت به طوری که برای نمونه ­های با مقدار ثابت30 درصد NBR، تغییر درصد وزنی SiC از صفر تا 5 درصد، باعث افزایش سختی تا 11%، کاهش نرخ فرسایش تا 30% و کاهش ضریب اصطکاک تا 28% گردید.

پیشگیری از چالشهای بازیافتی لاستیک نیازمند توسعه روش های پخت برگشت پذیر بوده که از یک سو متضمن خواص مکانیکی مطلوب در آمیزه لاستیکی باشد و از سوی دیگر استفاده مجدد از قطعات تولیدی را ممکن سازد. این روشها شامل استفاده از ترموپلاستیک الاستومرها، پخت های برگشت پذیر کوالانسی و پخت های برگشت پذیر غیرکوالانسی است. جایگزینی کامل یا جزئی چنین نوع اتصالاتی با اتصالات عرضی برگشت ناپذیر، چشم اندازی جدید و رویکردی پیش گیرانه در حل چالش بازیافت تایرها است. استفاده از پیوندهای کوالانسی برگشت پذیر مانند دیلز-آلدر نتایج مطلوبی در القای قابلیت بازگشت پذیری پخت داشته است. با توجه به سینتیک آهسته اتصال زدایی دیلز-آلدر در دماهای کاربری تایر (که حداکثر دمای آن میتواند 80 درجه سانتیگراد باشد)، پیش بینی می شود که شیمی دیلز-آلدر برای کاربرد تایر در آینده ممکن باشد. شیمی ویتریمر از دیگر روش های موفق در ایجاد بازگشت پذیری برای پخت لاستیک است. پیاده سازی این روش با تنوع بسیار زیاد در عوامل شیمیایی مورد استفاده ممکن است. استفاده از پیوندهای فیزیکی و برهمکنش های ابرمولکولی تحقیقات زیادی را به خود اختصاص داده اما خواص مکانیکی حاصل شده در این روش معمولا ضعیف تر از سایر روشها است. استفاده از ترموپلاستیک الاستومرها مبتنی بر کوپلیمرهای قطعه ای استایرنی از دیگر رویکردهای موفق است. سوال مهم قابلیت استفاده از این نوع جدید از زمینه پلیمری در کاربرد تایر و چگونگی تاثیر آن بر خواص مهندسی رویه تایر است. نتایج نشان داده است که ترموپلاستیک الاستومرها علاوه بر ایجاد چشم اندازی روشن در بازیافت الاستومرها، تاثیر بسیار مهمی بر کاهش مقاومت غلتشی و سایر خواص مثلث جادوئی تایر داشته اند.