مطالعه‌ی اثر انواع کائوچوهای SBR پرشده با سیلیکا بر ویژگی‌های فیزیکی-مکانیکی و پیش‌بینی مقاومت غلتشی به کمک ویژگی‌های رئولوژیکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

کارشناس اداره مهندسی فرایند لاستیک بارز کردستان، تهران،‌ایران

چکیده

در این پژوهش، ویژگی‌های فیزیکی- مکانیکی و رئولوژیکی آمیزه‌های به‌دست آمده از کائوچوهای SBR1502،ا SBR1712 SBR1763 و SBR72612 پرشده با 55 پارت سیلیکا موردبررسی و مقایسه قرار گرفت. همچنین، با توجه به این‌که رفتار رئولوژیکی آمیزه‌های لاستیکی می‌تواند بیانگر بسیاری از ویژگی‌های عملکردی تایر باشد و دانش شناخت ویژگی‌های رئولوژیکی موادلاستیکی به ما این توانایی را می‌دهد که پیش‌بینی مناسبی از مقاومت غلتشی داشته باشیم، در این پژوهش ویژگی‌های رئولوژیکی نمونه‌ها با دستگاه RPA 3000 موردسنجش قرار گرفت. بدین منظور، چهار نمونه با کدهای E1SBR/Silica، E2SBR /Silica، ‌E3SBR /Silica و SSBR /Silica تهیه شد. نتیجه‌های بررسی و مقایسه‌ی توزیع وزن موکولی نشان داد که SSBR دارای باریک‌ترین توزیع وزن موکولی و بیشترین وزن مولکولی است. همچنین، بررسی ویژگی‌های مکانیکی نشان از آن بود که نمونه‌ی E1SBR/Silica دارای بیشترین مقدار ازدیاد طول و کمترین مدول یانگ است که به ترتیب و با تغییر توزیع وزن موکولی و وزن موکولی، مدول یانگ بیشتر شده و درصد ازدیاد طول کمتر می‌شود. همچنین، بررسی ویژگی‌های رئولوژیکی نشان داد که نمونه‌ی SSBR/Silica کمترین مقدار عامل اتلاف را دارد که انتظار می‌رود تایر ساخته‌شده با این نمونه دارای کمترین مقاومت غلتشی نیز باشد. با بررسی مقدار ویژگی‌های رئولوژیکی در بررسی جاروب کرنش در نمونه‌ها می‌توان یافت که هرچه مدول ذخیره بیشتر باشد، مقدار نیرو در یک درصد کشش ثابت، بیشتر خواهد بود که با نتیجه‌های ویژگی‌های مکانیکی به‌طور کامل مطابقت دارد.

کلیدواژه‌ها


1. Honorato L, Dias ML, Azuma C, Nunes RCR. Rheological properties and curing features of natural rubber compositions filled with fluoromica ME 100. Polímeros 2016;26:249–53. doi:10.1590/0104-1428.2352.
2. Choi SS. Improvement of properties of silica-filled natural rubber compounds using polychloroprene. J Appl Polym Sci 2002;83:2609–16. doi:10.1002/app.10201.
3. Sadhu S, Bhowmick AK. Preparation and Properties of Styrene-Butadiene Rubber Based Nanocomposites: The Influence of the Structural and Processing Parameters. J Appl Polym Sci 2004;92:698–709. doi:10.1002/app.13673.
4. Tian M, Qu C, Feng Y, Zhang L. Structure and properties of fibrillar silicate / SBR. Structure 2003;8:4917–24. doi:10.1023/B:JMSC.0000004414.27574.93.
5. Li Y, Han B, Liu L, Zhang F, Zhang L, Wen S, et al. Surface modification of silica by two-step method and properties of solution styrene butadiene rubber (SSBR) nanocomposites filled with modified silica. Compos Sci Technol 2013;88:69–75. doi:10.1016/j.compscitech.2013.08.029.
6. Liu X, Zhao S, Zhang X, Li X, Bai Y. Preparation, structure, and properties of solution-polymerized styrene-butadiene rubber with functionalized end-groups and its silica-filled composites. Polymer (Guildf) 2014;55:1964–76. doi:10.1016/j.polymer.2014.02.067.
7. Choi SS, Park BH, Song H. Influence of filler type and content on properties of styrene-butadiene rubber (SBR) compound reinforced with carbon black or silica. Polym Adv Technol 2004;15:122–7. doi:10.1002/pat.421.
-8 میرحمیدرضا ق, فرود عس. اثر ساختار مولکولی SBR و نوع پرکننده بر ضریب نفوذ گرمایی آمیزه‌های SBR/BR استفاده شده در رویه تایرهای سواری n.d.
9. Mahata D, Prabhavale O, Samantarai S, Maity H, Nag A, Nando GB. Functionalization of styrene–butadiene rubber with meta-pentadecenyl phenol for better processing: A multifunctional additive and renewable resource. J Appl Polym Sci 2017;134. doi:10.1002/app.45150.
10. Ponnamma D, Thomas S, Scales DL. Non-Linear Viscoelasticity of Rubber Composites and Nanocomposites. n.d.
11. Indian Academy of Sciences. Polymer Molecular Weight 2004:43–56.
12. Dinsmore RP. Rubber Chemistry. Ind Eng Chem 2005;43:795–803. doi:10.1021/ie50496a014.
13. Hosseini SM, Razzaghi-Kashani M. On the role of nano-silica in the kinetics of peroxide vulcanization of ethylene propylene diene rubber. Polymer (Guildf) 2017;133:8–19. doi:10.1016/j.polymer.2017.10.061.
14. Hosseini SM, Razzaghi-Kashani M. Catalytic and networking effects of carbon black on the kinetics and conversion of sulfur vulcanization in styrene butadiene rubber. Soft Matter 2018;14:9194–208. doi:10.1039/C8SM01953C.
15. Hosseini SM, Razzaghi-Kashani M. Vulcanization kinetics of nano-silica filled styrene butadiene rubber. Polymer (Guildf) 2014;55:6426–34. doi:10.1016/j.polymer.2014.09.073.
16. Luo Y, Qu L, Su H, Chan TW, Wu S. Effect of chemical structure of elastomer on filler dispersion and interactions in silica/solution-polymerized styrene butadiene rubber composites through molecular dynamics simulation. RSC Adv 2016;6:14643–50. doi:10.1039/c5ra24965a.
17. Kadum Abd-Ali N, Al-Fattal DS. AN EXPERIMENTAL STUDY OF THE EFFECT OF THE TYPE OF CARBON BLACK IN THE DESIGN OF TRUCK TIRE SIDEWALL RECIPE Effect of Fiber Orientation Angles on Mechanical Behavior of Car Bumper Composite 2017.
18. Zhang L, Wang Y, Wang Y, Sui Y, Yu D. Morphology and Mechanical Properties of Clay / Styrene-. Polymer (Guildf) 2000:1873–8.
19. Yang Z, Peng H, Wang W, Liu T. Crystallization behavior of poly(ε-caprolactone)/layered double hydroxide nanocomposites. J Appl Polym Sci 2010;116:2658–67. doi:10.1002/app.
20. Kieff FS. Emulsion Styrene-Butadiene Rubber from U. S. International Trade Commission 2016;1337.
21. Wang Z, Li S, Wei D, Zhao J. Mechanical properties, Payne effect, and Mullins effect of thermoplastic vulcanizates based on high-impact polystyrene and styrene-butadiene rubber compatibilized by styrene-butadiene-styrene block copolymer. J Thermoplast Compos Mater 2015;28:1154–72. doi:10.1177/0892705713503672.