مروری بر انباشتگی و مدل‌های سینتیکی تشکیل شبکه‌ی پُرکننده در آمیزه‌های لاستیکی بسیار پُرشده

نوع مقاله: مقاله مروری

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی پلیمر، دانشکده‌ی مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس

2 تهران-خیابان جلال آل احمد- پل نصر-دانشگاه تربیت مدرس-دانشکده مهندسی شیمی-گروه مهندسی پلیمر

3 دانشیار گروه مهندسی پلیمر، دانشکده‌ی مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

شناخت فرایندهای انباشتگی در سامانه‌های مختلف ازجمله آمیزه‌های لاستیکی بسیار پُرشده با سیلیکا در سال‌های اخیر موردتوجه قرار گرفته است. انباشتگی پُرکننده در آمیزه‌های لاستیکی ریشه‌ی رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی و پدیده‌ی پین بوده و از این رو شناخت و پیش‌بینی سینتیک آن می‌تواند نقش مهمی در بهبود خواص مکانیکی آمیزه داشته باشد. این پژوهش مروری اِجمالی بر پژوهش‌های گذشته درزمینه‌ی انباشتگی پُرکننده، پارامتر‌های مؤثر بر آن و اثر آن بر خواص مکانیکی آمیزه‌های لاستیکی، به‌ویژه آمیزه‌های پُرشده با سیلیکا دارد. هم‌چنین، رفتار ایزوانرژتیک مدول ذخیره به‌عنوان یکی از نشانه‌های انباشتگی پُرکننده در آمیزه‌ی مورد بررسی و اختلاف‌نظرها در این زمینه موردبحث قرار گرفته است. علاوه ‌بر این، مدل‌های ارائه شده برای توجیه سینتیک این پدیده به‌طور مختصر مرور شده است. مدل کلوخه‌یی شدن چندمرحله‌یی و مدل کلوپل به‌عنوان مدل‌هایی گویا برای سینتیک انباشتگی واکاوی و مقایسه شده‌اند.

کلیدواژه‌ها


1. Trappe V, Prasad V, Cipelletti L, Segre PN, Weitz DA. Jamming phase diagram for attractive particles. Nature 2001;411:772- 5. doi:10.1038/35081021.
2. Brown E, Jaeger HM. Dynamic Jamming Point for Shear Thickening Suspensions. Phys Rev Lett 2009;103:086001. doi:10.1103/PhysRevLett.103.086001.
3. D’Anna G, Gremaud G. The jamming route to the glass state in weakly perturbed granular media. Nature 2001;413:407- 9. doi:10.1038/35096540.
4. Payne AR. The dynamic properties of carbon black-loaded natural rubber vulcanizates. Part I. J Appl Polym Sci 1962;6:57- 63. doi:10.1002/app.1962.070061906.
5. Richter S, Kreyenschulte H, Saphiannikova M, Götze T, Heinrich G. Studies of the So-Called Jamming Phenomenon in Filled Rubbers Using Dynamical-Mechanical Experiments. Macromol Symp 2011;306- 307:141- 9. doi:10.1002/masy.201000117.
6. Wang X, Robertson CG. Strain-induced nonlinearity of filled rubbers. Phys Rev E 2005; 72:031406. doi:10.1103/PhysRevE.72.031406.
7. Kraus G. Reinforcement of Elastomers by Carbon Black. Rubber Chem Technol 1978;51:297- 321. doi:10.5254/1.3545836.
8. Shih W-H, Shih WY, Kim S-I, Liu J, Aksay IA. Scaling behavior of the elastic properties of colloidal gels. Phys Rev A 1990;42:4772- 9. doi:10.1103/PhysRevA.42.4772.
9. De Rooij R, van den Ende D, Duits MHG, Mellema J. Elasticity of weakly aggregating polystyrene latex dispersions. Phys Rev E 1994;49:3038- 49. doi:10.1103/PhysRevE.49.3038.
10. Wang M-J. The Role of Filler Networking in Dynamic Properties of Filled Rubber. Rubber Chem Technol 1999;72:430–48. doi:10.5254/1.3538812.
11. Stöckelhuber KW, Das A, Jurk R, Heinrich G. Contribution of physico-chemical properties of interfaces on dispersibility, adhesion and flocculation of filler particles in rubber. Polymer 2010;51:1954–63. doi:10.1016/j.polymer.2010.03.013.
12. Robertson CG, Lin CJ, Bogoslovov RB, Rackaitis M, Sadhukhan P, Quinn JD, et al. Flocculation, reinforcement, and glass transition effects in silica-filled styrene- butadiene rubber. Rubber Chem Technol 2011;84:507–19. doi:10.5254/1.3601885.
13. Böhm GGA, Nguyen MN. Flocculation of carbon black in filled rubber compounds. I. Flocculation occurring in unvulcanized compounds during annealing at elevated temperatures. J Appl Polym Sci 1995;55:1041–50. doi:10.1002/app.1995.070550707.
14. Meier JG, Klüppel M. Carbon black networking in elastomers monitored by dynamic mechanical and dielectric spectroscopy. Macromol Mater Eng 2008; 293:12- 38. doi:10.1002/mame. 200700228.