در این تحقیق ترموپلاستیک الاستومرهای بر پایه nbr/pvc و نیز نانوکامپوزیت ترموپلاستیک الاستومرهای بر پایه nbr/pvc مطابق روش اختلاط تک مرحله ای تهیه و خواص آن مورد مطالعه قرار گرفته است. بر اساس تحقیقات انجام شده ترکیب درصدهای دارای 30% فاز pvc برای تهیه ترموپلاستیک الاستومر به کار گرفته شد. از سیلیکات لایه ای طبیعی، مونتموریلونیت، اصلاح شده با نام تجاری cloisite® 30b به عنوان فاز تقویت کننده در نانوکامپوزیت استفاده شد. . نمونه های نانوکامپوزیتی در مخلوط کن داخلی آماده گردید و پس از تهیه نمونه های لازم خواص مکانیکی، فیزیکی، شیمیایی و رئولوژیکی آنها به ترتیب توسط تست کشش، تست تورم، طیف سنجی مادون قرمز بوسیله تبدیل فوریه و رئومتر با صفحات موازی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین ساختار و ریخت شناسی آن نیز توسط آزمون های پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ الکترونی عبوری مورد شناسایی قرار گرفت. در این پژوهش در سه فاز انجام گرفت که در فاز اول ابتدا با استفاده از روش تاگوچی با بکار گیری آرایه های ارتوگونال به بهینه سازی شرایط اختلاط نانوکامپوزیت پلی وینیل کلراید/لاستیک اکریلونیتریل بوتادین پرداخته شده است. در این مرحله شرایطی که بالاترین مقاومت کششی در آن حاصل می شد به عنوان شرایط ایده آل برای تهیه ی نانوکامپوزیت پلی وینیل کلراید/لاستیک آکریلونیتریل بوتادین انتخاب گردید. اما در ادامه ی کار مشاهده ی پدیده ای به نام خودشبکه ای شدن باعث شد که آزمایشات در سطح گسترده تری انجام شود. بنابراین برای بررسی بیشتر و کامل تر تک تک شرایط فرآیندی فاز دوم تحقیق با تعداد بسیار بیشتر آزمایشات شروع گردید. در این بخش تحقیق به بررسی اثر پارامترهایی همچون دمای اختلاط، زمان اختلاط و سرعت چرخش تیغه ها بر روی خواص آمیزه ها پرداخته شده است. نتایج بدست آمده نشان دادند که در دمای پایین، خواص چون مقاومت کششی، مدول ذخیره بالا و شاخص تورم پایین با افزایش همزمان سرعت چرخش تیغه ها و زمان اختلاط حاصل می شود. از سوی دیگر با افزایش دمای اختلاط به ترتیب دو پدیده در نمونه ها مشاهده می شود. که اولی افزایش گشتاور ناشی از پدیده ی خود شبکه ای شونده است که با آزمون ftir نیز ثابت شده است و دیگری افت گشتاور ناشی از پارگی زنجیرهاست. در نهایت در فاز سوم به بررسی اثر میزان نانو تقویت کننده و تعیین بهینه ی مقدار آن پرداخته شده است. نانو کامپوزیت حاصله نسبت به ترموپلاستیک الاستومر اولیه گشتاور اختلاط بیشتری را نشان می داد. طیف های مربوط به پراش اشعه ایکس بیانگر نزدیک شدن به ساختار پراکنشی لایه های سیلیکات در شرایط بهینه ی اختلاط است. تصویر به دست آمده از میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان دهنده پخش یکنواخت و همگن لایه های سیلیکاتی درون فازها و نفوذ لایه های سیلیکاتی به درون هر دو فاز لاستیکی و پلاستیکی است. تحلیل داده های مربوط به خواص مکانیکی حاکی از آن است که با ورود لایه های سیلیکاتی مدول کششی به نحو قابل ملاحظه ای افزایش، ازدیاد طول در نقطه پارگی نمونه ها کاهش و استحکام کششی نمونه ها افزایش پیدا می کند. کلید واژه ها: ترموپلاستیک الاستومر، نانوکامپوزیت، پلی وینیل کلراید، لاستیک آکریلونیتریل بوتادین

این کار پژوهشی اختصاص به بررسی تئوری و تجربی رفتار مکانیکی نانو کامپوزیت های ساخته شده بر پایه لاستیک گرمانرم پلی آمید 6 وکائوچوی اکریلونیتریل بوتادی ان (pa6/nbr) تقویت شده با نانو لوله های کربنی تک دیواره دارد. دو ترکیب 60 و 40 درصد کائوچو همراه با سه ترکیب 5/0، 1 و 5/1 درصد نانو لوله برای ساخت نمونه ها انتخاب شدند. مدل سازی بر پایه به کارگیری روش المان های حجمی نماینده دو بعدی صورت پذیرفت. محاسبات توسط روش المان محدود غیر خطی در محیط نرم افزار abaqus/standard انجام گرفت و از مدل های مکانیکی کشسان خطی و کشسان-پلاستیک با سخت شدگی همسان به ترتیب برای بیان رفتار مکانیکی نانولوله کربنی و ماتریس پلیمری استفاده شد. نمونه های واقعی نیز به طور همزمان توسط روش اختلاط مذاب درون مخلوط کن داخلی ساخته شدند. داده های مربوط به این مدل ها از طریق آزمون های تجربی مربوطه تعیین شدند. مدل سازی به صورت دوبعدی تنش صفحه ای در دو حالت کششی و فشاری همراه با آرایش های مختلف برای نانولوله صورت گرفت. علاوه بر آن دو حالت توپر و توخالی برای ذرات نانولوله در نظر گرفته شد. مقایسه بین مدول های کشسانی و نیز رفتار کشسان-پلاستیک پیش بینی شده توسط مدل با نتایج تجربی بدست آمده از آزمون های کششی و فشاری بر روی نمونه های ساخته شده حاکی از دقت بالا و صحت مدل سازی دارد. در این پژوهش مشخص شد که آرایش ذرات نانولوله به صورت اتفاقی بوده و رفتار کشسان-پلاستیک نانوکامپوزیت نیز به صورت سخت شونده همسان می باشد. همچنین نشان داده شد که اثر فصل مشترک بین ذرات نانولوله و ماتریس همراه با آرایش ذرات در بعد سوم منبع اصلی خطا در مدل می باشند.

این کار پژوهشی اختصاص به شبیه سازی یک تایر رادیال تحت بارهای مختلف عمودی، برشی (طولی و جانبی) و پیچشی ایستا دارد. محاسبات توسط نرم افزار msc.marc بر روی یک سامانه رایانه ای مبتنی بر پردازش موازی صورت گرفت. برای مدل سازی قسمت های لاستیکی از المان های هیبریدی که در آن تغییر مکان و فشار به طور همزمان در نظر گرفته شده همراه با دو مدل ابرکشسان مارلو و یه او و برای اجزاء لیفی از المان های میله ای همراه با مدل کشسان خطی استفاده شد. مدل سازی در دو حالت دوبعدی با تقارن محوری برای بارگذاری های جانشانی و باد شدن تایر و سه بعدی برای اعمال بارگذاری های عمودی، برشی و پیچشی صورت پذیرفت. از چندین شبکه مختلف المان (خطی و مرتبه دوم) همراه با چگالی های مختلف از لحاظ تعداد و آرایش المان ها استفاده و شبکه بهینه تعیین شد. با استفاده از نمودارهای نیرو بر حسب تغییر مکان (و گشتاور بر حسب زاویه پیچش) بدست آمده از شبیه سازی های انجام شده، مقادیر سفتی های عمودی، طولی، عرضی و پیچشی محاسبه شدند. این داده ها با مقادیر اندازه گیری شده تجربی که با کمک دستگاه اندازه گیری سفتی صورت پذیرفته شده بود، مقایسه گردیده که حاکی از دقت بسیار خوب مدل در پیش بینی سفتی شعاعی داشت. اما سفتی های طولی، عرضی و پیچشی با دقت کمتری محاسبه شدند که علت این مسئله نیز به عدم توانایی المان های میله ای در لحاظ نمودن دقیق نیروهای برشی و خمشی کامپوزیت لاستیک و الیاف بلند برمی گردد. از این رو ایجاد و توسعه مدل های مواد و تکنیک های جدیدتر مدل سازی کامپوزیت لاستیک / الیاف برای در نظر داشتن رفتارهای یاد شده ضروری است.