Vulkanointikemikaalikoostumuksen määritys DSC:llä

Abstract

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia, pystytäänkö differentiaalisen pyyh-käisykalorimetrin avulla määrittämään kumisekoituksen vulkanointikemikaalikoostumusta. Työ tehtiin yhteistyössä Nokian Renkaiden kanssa, sen tarpeita varten. Tavoite oli kehittää menetelmä ongelmatilanteisiin. Julkaisuja kumin vulkanoinnin tutkimisesta DSC:n avulla on niukasti, joten menetelmän kehitykseen lähdettiin suoraviivaisesti tekemällä testiajoja. Vulkanointikemikaalien määrää vaihdeltiin näytteiden välillä, ja DSC:n avulla tutkittiin vaihtelun vaikutusta DSC:n antamiin tuloksiin. Differentiaalisella pyyhkäisykalorimetrillä ajettiin dynaamisia ja isotermisiä ajoja.

Tuloksena kumin vulkanoimisen DSC-ajoista saatiin paljon dataa ja kuvaajia kemikaalien vaikutuksesta kahden kumisekoituksen osalta. Yksittäisen kemikaalin vaikutus dynaamisten ja isotermisten ajojen tuloksiin voidaan havaita. Analysoimalla arvojen onset, peak, end, peak height ja delta H tuloksia ja kuvaajia tulkitsemalla voidaan saada tietoa kumisekoituksen vulkanointikemikaalikoostumuksesta.

DSC on hyvä apuväline vulkanointikemikaalikoostumuksen määrittämiseen. Tekemällä lisää ajoja uusista kumisekoituksista ja vaihtelemalla näissäkin käytettyjen kemikaalien määrää voidaan luoda rekisteri, jonka avulla ongelmanratkaisu onnistuu paremmin. Käyttämällä DSC-ohjelmiston reaktion kinetiikka -työkaluja saadaan uusi suuntaa anta-va arvo, jonka avulla vulkanointikemikaalikoostumuksen määrittäminen helpottuu.

The purpose of this thesis was to determine if a differential scanning calorimeter could be used to determine the chemicals of a vulcanizing system from a rubber blend. The aim was to make a problem solving tool for Nokia Tyres. The amount of a chemical was varied through samples and the effect was studied with DSC with dynamic and isothermal DSC-programs.

Results show that DSC can be used as a tool in determining the chemicals of the vulcanizing system from a rubber blend though it is not as straightforward. The results show that varying the amount of a chemical affects the results for onset, peak, end, peak height and delta H. Isothermal and dynamic DSC-programs distinguish different chemicals and different results which helps concluding the chemicals in the mixture.

DSC is a good way to determine the chemicals of a vulcanizing system of a rubber blend. The next step is to continue to run new samples and make an archive of the results and curves. To advance the determination one could use the reaction kinetic soft-ware of the differential scanning calorimeters. This way one can have a new result that helps the determination of the chemicals in the blend.