چکیده مطلب
بررسی اثر نانو ذرات سیلیکا بر ساختار شبکهی دوده و خواص اتلافی آمیزهی لاستیکی رویهی تایر
رویه تایر نقش مهمی در کارایی این محصول داشته و دربرگیرنده آمیزه¬ لاستیکی بسیار پرشده¬¬ای است. حضور شبکه پرکننده و سازوکار¬های اتلافی ناشی از آن، تاثیر شگرفی بر کارایی تایر و مصرف سوخت دارد. ماحصل تلاش¬ها تا به امروز از طریق جایگزینی دوده با سیلیکای اصلاح¬شده منجر به فناوری تایر سبز با کارایی بالاتر و مصرف سوخت کمتر شده است. اما فرآیندهای اصلاح سطح سیلیکا و اختلاط آن با زمینه¬های لاستیکی مشکل، زمان¬بر و پرهزینه هستند. اخیرا یکی از روش¬های پیشنهادی برای بهبود خواص استحکامی و دینامیکی¬ـ¬مکانیکی در کامپوزیت¬های پلیمری استفاده همزمان از دو نوع پرکننده است. در این پژوهش تلاش شده است تا سازوکار اثر حضور مقادیر کم سیلیکا بر شبکه پرکننده دوده مورد بررسی قرار گیرد. حضور مقادیر کم پرکننده دوم از جهاتی چون حاکم بودن رفتار پرکننده اول بر خواص سامانه، هزینه و انرژی کمتر برای اختلاط در مقایسه با خواص حاصل امری مطلوب می¬نماید. برای تبیین بهتر مساله، ابتدا اثر¬ بارگذاری سیلیکا مد نظر قرار گرفت. نتایج نشان داد افزودن سیلیکا به سامانه لاستیکی پرشده با دوده دارای یک نقطه بحرانی است. به طوریکه با افزایش سیلیکا تا مقدار phr۱، ابعاد کلوخه¬های دوده در آمیزه به طور چشمگیری کاهش و پراکنش دوده بهبود یافت . اما بارگذاری¬ سیلیکا بیشتر از نقطه بحرانی، از کیفیت اختلاط حتی نسبت به آمیزه پرشده صرفا با دوده کاست. همچنین بارگذاری سیلیکا تا نقطه بحرانی باعث کاهش رفتار اتلافی سامانه نسبت به آمیزه پرشده صرفا با دوده شد، در حالیکه پس از نقطه بحرانی رفتار عکس مشاهده شد. در راستای تبیین بهتر مساله، مشاهده شد با اصلاح سطح سیلیکا، اگرچه همچنان اثر نقطه بحرانی بر شدت پراکنش ذرات چشمگیر است، با این حال تغییرات محسوسی در میزان اتلاف آمیزه در منطقه بارگذاری بحرانی نسبت به آمیزه صرفا پرشده با دوده مشاهده نشد. از این رو این طور بحث شد که با بهبود پراکنش خوشه¬های دوده در محدوده بارگذاری بحرانی و قرار گرفتن ذرات سیلیکا در میان خوشه¬های دوده، به دلیل عدم برهم¬کنش¬های مناسب میان دوده و سیلیکا که ناشی از اختلاف بالای انرژی سطحی میان آن¬ها است، از شدت شبکه پرکننده دوگانه و پدیده اتلافی ناشی از شکست متعاقب آن کاسته می¬شود. از این رو با پایین آمدن انرژی سطحی سیلیکا در اثر اصلاح سطح و هم تراز شدن آن با دوده شدت برهم¬کنش¬های سیلیکا و دوده بالاتر رفته و کاهش اتلاف ناشی از شکست شبکه دوگانه محو شد. در ادامه نشان داده شد با اضافه شدن فرایند ولکانش به آمیزه¬های فوق اثر نقطه بحرانی تقریبا محو شد. علت این امر به افزایش چگالی اتصالات عرضی ناشی از افزایش تحرک زنجیره¬ها در سامانه کامپوزیتی به دلیل کاهش شدت شبکه پرکننده دوگانه نسبت داده شد.