Kompatibilizáció abroncs gumiőrlet-alapú termoplasztikus elasztomerekben
Compatibilization in thermoplastic elastomers from ground tire rubber
Keywords:
ground tire rubber, thermoplastic elastomer, polypropylene, compatibilization, SEBS/abroncs gumiőrlet, termoplasztikus elasztomer, polipropilén, kompatibilizáció, SEBSAbstract
The aim of this research is to investigate the effect of styrene–ethylene–butylene–styrene (SEBS) on thermoplastic dynamic vulcanizates (TDVs) produced from devulcanized ground tire rubber (dGTR) and polypropylene (PP). One of the main limitations of dGTR-based TDV systems is the weak interfacial adhesion between the rubber and thermoplastic phases, which leads to a deterioration of mechanical properties. To overcome this limitation, the use of SEBS as a compatibilizer was investigated. The effect of SEBS content was systematically evaluated. Mechanical, and morphological characterization of TDVs with different compositions enabled the assessment of the degree and mechanisms of compatibilization. Quasi-static and dynamic mechanical tests, complemented by morphological and acoustic emission analyses, revealed that SEBS effectively enhances interfacial adhesion by modifying the elasticity of the matrix, reducing interfacial debonding phenomena, and significantly influencing the deformation and failure behavior of the TDVs.
Kivonat
A kutatás célja a sztirol-etilén-butilén-sztirol elasztomer (SEBS) hatásának feltárása devulkanizált abroncs gumiőrletből (dGTR) és polipropilénből (PP) előállított termoplasztikus dinamikus vulkanizátumokra (TDV). A dGTR-alapú TDV rendszerek egyik fő korlátja a gumi és a termoplasztikus fázis közötti gyenge fázishatár, amely felelős a gyenge mechanikai tulajdonságokért. Ennek javítására a jelen munkában SEBS kompatibilizáló alkalmazását vizsgáltuk különböző bekeverési arányok mellett. A különböző összetételű TDV-k mechanikai, tönkremeneteli és morfológiai vizsgálata lehetőséget ad a kompatibilizáció mértékének és mechanizmusának értékelésére. Az elvégzett kvázistatikus és dinamikus mechanikai vizsgálatok, illetve morfológiai és akusztikus emissziós vizsgálatok kimutatták, hogy az SEBS a mátrix rugalmasságára gyakorolt hatása révén hatékonyan javítja a fázishatárok menti tapadást, csökkenti az elválási jelenségeket, és jelentős hatást gyakorol a TDV-k deformációs és tönkremeneteli viselkedésére.
References
Ning, N.; Li, S.; Wu, H.; Tian, H.; Yao, P.; Hu, G.-H.; Tian, M.; Zhang, L.: Preparation, microstructure, and microstructure-properties relationship of thermoplastic vulcanizates (TPVs): A review. Progress in Polymer Science,
79, 61–97 (2018). http://doi:https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2017.11.003.
Bárány, T.; Kohári, A.; Simon, D. Á.; Kocsis, D.; Halász, I. Z.: Development of polypropylene-based thermoplastic elastomers with crumb rubber by dynamic vulcanization: A potential route for rubber recycling. Periodica Polytechnica Chemical Engineering, 64, 248–254 (2019). http://doi:https://doi.org/10.3311/PPch.13962.
Zhang, S. L.; Zhang, Z. X.; Kang, D. jin; Bang, D. S.; Kim, J. K.: Preparation and characterization of thermoplastic elastomers (TPEs) based on waste polypropylene and waste ground rubber tire powder. e-Polymers, 8 (2008).
http://doi:https://doi.org/10.1515/epoly.2008.8.1.1839.
Magioli, M.; Sirqueira, A. S.; Soares, B. G.: The effect of dynamic vulcanization on the mechanical, dynamic mechanical and fatigue properties of TPV based on polypropylene and ground tire rubber. Polymer Testing, 29, 840–848 (2010).
Awang, M.; Ismail, H.: Weatherability of polypropylene/waste tire dust blends: Effects of trans-polyoctylene rubber and dynamic vulcanization. Journal of Vinyl and Additive Technology, 15, 29–38 (2009). http://doi:https://doi.org/10.1002/vnl.20172.
Formela, K.: Strategies for compatibilization of polymer/waste tire rubber systems prepared via melt-blending. Advanced Industrial and Engineering Polymer Research, 7, 466–481 (2024). http://doi:https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2023.08.001.
Ramarad, S.; Khalid, M.; Ratnam, C. T.; Chuah, A. L.; Rashmi, W.: Waste tire rubber in polymer blends: A review on the evolution, properties and future. Progress in Materials Science, 72, 100–140 (2015).
http://doi:https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2015.02.004.
Görbe, Á.; Marton, G. Z.; Bárány, T.: Influence of Viscosity Ratio on the Mechanical, Morphological, and Rheological Properties of Thermoplastic Dynamic Vulcanizates from Devulcanized Tire Rubber and Polypropylene. Macromolecular Materials and Engineering, 310, e00224 (2025). http://doi:https://doi.org/10.1002/mame.202500224.
Görbe, Á.; Marton, G. Z.; Bárány, T.: Acoustic emission analysis of failure processes in polyethylene and recycled tire rubber blends. Polymer Testing, 147, 108813 (2025). http://doi:https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2025.108813.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 Nemzetközi Gépészeti Konferencia – OGÉT
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
