MECHANICAL AND ELASTOCALORIC PROPERTIES OF NATURAL RUBBER / DEVULCANIZED WASTE RUBBER BLENDS

Nowadays, one of the biggest challenges in polymer industry is to find new roots for the recovery and the recycling of the plastic waste, and particularly the exhausted tyres. In this work the Ground Tire Rubber (GTR) is used as a filler for the preparation of blends with Natural Rubber (NR) matrix. In the first part of the work GTR is added to the NR without devulcanization process, with 10-20-33-40 phr, vulcanizing the blend with dicumyl peroxide (DCP). The effect of Strain Induced crystallization (SIC) on the mechanical properties of NR/GTR blends is evaluated qualitatively thanks to the diffraction images obtained during in-situ WAXS measurements performed with synchrotron radiation. SEM microscopy is used to evaluate the fracture mechanism of these blends. In the second part, GTR particles with size of 63 μm < d <100 μm are devulcanized with microwave radiation with different set of Powers: 80,400,640,800 W and times: 1,2,3,5,10 minutes. The devulcanized particles are then characterized by swelling tests, thermogravimetric analysis (TGA) and FTIR spectroscopy. The devulcanized GTR (GTRD) with 800 W is finally used to prepare NR/GTRD blends with 20 phr, vulcanized with sulphur, and the effect of the devulcanization time on the elastocaloric properties is analysed.

Al giorno d'oggi, una delle sfide più grandi nell'industria dei polimeri è trovare nuove vie per il recupero e il riciclaggio dei rifiuti plastici, in particolare dei pneumatici esausti. In questo lavoro, la gomma di pneumatici macinata (GTR) è utilizzata come riempitivo per la preparazione di miscele con una matrice di gomma naturale (NR). Nella prima parte del lavoro, la GTR viene aggiunta alla NR senza processo di devulcanizzazione, con quantità di 10-20-33-40 phr, vulcanizzando la miscela con dicumil perossido (DCP). L'effetto della cristallizzazione indotta da sforzo (SIC) sulle proprietà meccaniche delle miscele NR/GTR è valutato qualitativamente grazie alle immagini di diffrazione ottenute durante le misurazioni WAXS in-situ eseguite con radiazione di sincrotrone. La microscopia SEM è utilizzata per valutare il meccanismo di frattura di queste miscele. Nella seconda parte, le particelle di GTR con dimensioni di 63 μm < d < 100 μm vengono devulcanizzate con radiazione a microonde a diverse potenze: 80, 400, 640, 800 W e tempi: 1, 2, 3, 5, 10 minuti. Le particelle devulcanizzate sono poi caratterizzate tramite test di swelling, analisi termogravimetrica (TGA) e spettroscopia FTIR. Infine, la GTR devulcanizzata (GTRD) con 800 W viene utilizzata per preparare miscele NR/GTRD con 20 phr, vulcanizzate con zolfo, e l'effetto del tempo di devulcanizzazione sulle proprietà elastocaloriche viene analizzato.