بررسی تجربی و نظری رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی آمیزه های رویه ی تایر پرشده با نانو ذرات سیلیکا، به منظور پیش بینی اتلاف انرژی غلتشی

به منظور پیش بینی اتلاف انرژی غلتشی آمیزه های رویه ی تایر، مدلی جامع برای رفتار ویسکوالاستیک غیر خطی لاستیک های پرشده ارائه شد و بر مبنای آن مدل ریاضی متناظر توسعه داده شد. در این مدل، برهمکنش های پلیمر-پلیمر در فاز میانی بین پلیمر و پرکننده و/یا محبوس بین خوشه های پرکننده، پلیمر-پرکننده در سطح مشترک و پرکننده-پرکننده در شبکه ی مستقیم خوشه های پرکننده، نقش متفاوتی بر رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی در سامانه های مختلف کامپوزیتی دارند. نقش هر یک از این برهمکنش ها در لاستیک استایرن بوتادی ان آمیزه کاری شده با روش های اختلاط محلولی و مذاب، پخت نشده و پخت شده با سامانه ی پخت گوگردی بررسی شد. برای اندازه گیری اتلاف انرژی غلتشی لاستیک، دستگاهی ابداع شد. اتلاف انرژی غلتشی اندازه گیری شده، با اتلاف انرژی غلتشی محاسبه شده از جایگذاری خواص ویسکوالاستیک خطی در معادله ی مشخصه ی خطی، خواص ویسکوالاستیک غیر خطی در معادله ی مشخصه‎ی خطی و مدل سازی رفتار ویسکوالاستیک غیر خطی در معادله ی مشخصه ی غیر خطی، مقایسه شد. نشان داده شد که دینامیک زنجیرهای لاستیک در فاز میانی و محبوس بین خوشه های نانوسیلیکا و برهمکنش زنجیرهای لاستیک در سطح مشترک با نانوسیلیکا، نقش موثری بر رفتار ویسکوالاستیک غیر خطی و اتلاف انرژی غلتشی لاستیک های پرشده دارند که متاثر از خواص و رفتار پرکننده های تقویتی همچون سیلیکا است. برهمکنش زنجیرهای لاستیک در سطح مشترک با اندازه های مختلف خوشه های نانوسیلیکا متفاوت بود و ثابت شد که پایداری اتصالات حاصله در سطح مشترک نسبت به زمینه ی لاستیکی، نقش مهمی بر رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی دارند. ایجاد اتصالات پایدار شیمیایی سیلان دوعامله در سطح مشترک زنجیرهای لاستیکی با نانوسیلیکا، رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی و اتلاف انرژی غلتشی را کاهش داد. توزیع دوگانه ی اندازه ی خوشه های نانوسیلیکا در لاستیک، موجب بروز رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی دوگانه شد. تجمع های بزرگتر و کوچکتر از 100 نانومتر خوشه های نانوسیلیکا در لاستیک، به ترتیب اتلاف انرژی دینامیک در دامنه ی کرنش های کمتر و بیشتر از 15 درصد را افزایش دادند. استفاده از مدل سازی رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی در معادله ی غیرخطی، اتلاف انرژی غلتشی را دقیق تر از روش های خطی پیش بینی کرد.