بررسی تاثیر اندازه و توزیع دوگانه نانو ذرات دوده بر خواص ویسکوالاستیک غیرخطی و اتلافی آمیزه های استایرن بوتادی ان امولسیونی

تایر از جمله محصولات پرکاربرد در صنایع لاستیکی است، آمیزه های رویه تایر آمیزه هایی با مقادیر زیاد پرکننده هستند به نحوی که میزان پرکننده درآن¬ها از آستانه ی هم پوشانی می¬گذرد. رفتار کشسان و اتلافی ویسکوالاستیک این آمیزه¬ها بر کارایی تایر که به سه عامل مقاومت غلتشی تایر، میزان چنگ زنی به سطح جاده و مقاومت سایشی تایر بستگی دارد تاثیر بسزایی دارد. مطالعات زیادی در رابطه با تاثیر مشخصات دوده برخواص مکانیکی آمیزه رویه تایر، خواص ویسکوالاستیک غیرخطی و مقاومت غلتشی تایر که تاثیر مستقیمی بر مصرف سوخت دارد انجام شده است. یکی از مواردی که کم¬تر به آن پرداخته شده است تاثیر توزیع اندازه ذرات پرکننده روی رفتار مکانیکی و دینامیکی آمیزه های لاستیکی است. این پژوهش با هدف بررسی اثر اندازه و توزیع دو گانه دوده ها یn220 و n660 بر رفتار کشسان و ویسکوالاستیک غیر خطی و اتلاف ناشی از مقاومت غلتشی آمیزه های بر پایه استایرن بوتادی¬ان کائوچوی امولسیونی طراحی شده است. بدین منظور در ابتدا پنج آمیزه ی دوده ی n220 و شش آمیزه ی دوده ی n660 با تغییر درصد وزنی پرکننده برای تعیین آستانه تداخل آن¬ها تهیه شد. سپس آمیزه های حاوی دو پرکننده با دو اندازه متوسط ذرات گوناگون در درصد حجمی پرکننده ثابت 20% ولی ترکیب درصد متفاوت دوده¬ها تهیه شدند. تمامی آمیزه¬ها بر روی مخلوط کن دو غلتکه ساخته شدند. پراکنش دوده توسط میکروسکوپ الکترونی پویشی انجام شد. برای تعیین خواص کشسان نمونه-ها از آزمون¬های پخت¬سنجی و تورم استفاده شد. خواص دینامیکی توسط آزمون¬های آنالیز دینامیکی- مکانیکی با روبش کرنش و روبش دما تعیین شد. میزان اتلاف آمیزه ها در شرایط غلتشی توسط آزمون مقاومت غلتشی بررسی شد. در پایان نیز اثر توزیع دو گانه دوده بر سینتیک پخت آمیزه های لاستیکی توسط روش پخت¬سنجی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمون میکروسکوپ الکترون روبشی در آمیزه¬های مخلوط دو پرکننده حاکی از اختلاط خوب و پراکنش مناسب ذرات دوده درون آمیزه¬ی لاستیکی است. نتایج آزمون پخت سنجی قبل و بعد از پخت درآمیزه های مخلوط دو پرکننده نشان داد در ترکیب درصد حدود 25% از¬ دوده ی n220، اثر هم افزایی در خواص مختلف ایجاد می¬شود که می¬تواند به دلیل چینش فشرده تجمعات دو پرکننده و کاهش ضخامت پلیمر شبه¬شیشه¬ای کم-تحرک محبوس بین خوشه¬های پرکننده باشد. آزمون دینامیکی مکانیکی در روبش دما و کرنش کم برای آمیزه های مخلوط دو پرکننده نشان داد که انرژی فعال¬سازی زنجیرهای کم¬تحرک، در ناحیه¬ی لاستیکی، برای این آمیزه بیش¬تر است. آزمون دینامیکی مکانیکی با روبش کرنش نشان داد رفتار ویسکوالاستیک غیر خطی (پدیده¬ی payne)، نیز در مورد این آمیزه نسبت به سایر آمیزه های مخلوط بیش¬تر مشاهده شده است که با نتایج اندازه-گیری انرژی اتلاف غلتشی این آمیزه¬ها هم¬خوانی دارد. کلیدواژه¬ها: اندازه؛ توزیع اندازه ذرات؛ دوده؛ آمیزه لاستیکی؛ ویسکوالاستیک غیرخطی؛ اتلاف انرژی غلتشی