ارزیابی کارایی اصلاح ماتریس لاستیکی و پرکننده تقویتی بر مقاومت پارگی آمیزه‌های‌ لاستیک طبیعی-سیلیکا با پخت پراکسیدی

فرضیه‌: افزایش اتلاف گران‌روکشسان یکی از رویکردها در افزایش مقاومت به رشد ترک آمیزه‌های لاستیکی است. این شاخص با افزایش برهم‌کنش‌های پرکننده‌‌پرکننده یا پلیمر‌پرکننده و اثری که این دو بر افزایش حجم لاستیک مقید دارند، بهبود می‌یابد. افزایش برهم‌کنش پلیمر‌پرکننده با اصلاح سطح سیلیکا با سیلان، با کاهش شدید برهم‌کنش‌ پرکننده-پرکننده همراه است و بنابراین به‌دلیل اثری که بر کاهش حجم لاستیک مقید دارد، رویکرد ارجح در بهبود مقاومت به رشد ترک آمیزه‌های لاستیکی نیست. اصلاح پیکره لاستیک می‌تواند بدون کاهش حجم لاستیک مقید زمینه‌ساز بهبود مقاومت به رشد ترک در سامانه باشد. تفاوت در عملکرد این دو سامانه در روش ولکانش پراکسیدی به‌خوبی قابل مشاهده است.روش‌ها: در پژوهش حاضر، کارایی اصلاح لاستیک و سیلیکای تقویتی بر مقاومت به رشد ترک ‌لاستیک طبیعی پرشده با سیلیکا و ولکانش‌یافته با روش پراکسیدی مطالعه شده است. ذرات سیلیکا با اصلاح‌کننده سیلان دوعاملی بیس(تری‌اتوکسی‌سیلیل‌پروپیل) تتراسولفید (tespt) و ماتریس‌ لاستیکی از راه پیوندزنی گروه‌های مالئیک‌ انیدرید روی زنجیرهای آن اصلاح شدند. در این راستا، همچنین شرایط مطلوب مالئیک‌دار‌کردن لاستیک با مقایسه روش‌های بر پایه آغاز گرمایی و شیمیایی مقایسه شده است. یافته‌ها: نتایج نشان داد، اصلاح لاستیک با مالئیک ‌انیدرید به‌دلیل افزایش برهم‌کنش‌های پلیمر‌پرکننده سبب افزایش لاستیک مقید در سامانه دارای لاستیک مالئیک‌دار و شکل‌گیری توازن مطلوبی از استحکام مکانیکی و مقاومت به رشد ترک در این کامپوزیت می‌شود. در این راستا، مقاومت پارگی سامانه دارای لاستیک مالئیک‌دار در محدوده بارگذاری بسیارپرشده از سیلیکا رشد چشمگیری حدود %150 نسبت به سامانه لاستیک خالص پرشده با سیلیکای اصلاح‌نشده نشان داد. بر مبنای نتایج پیشنهاد شد، چگالی اتصال‌های عرضی شیمیایی و اتلاف گران‌روکشسان از سازوکار‌های کنترل‌کننده در مقاومت به رشد ترک لاستیک طبیعی در محدوده بارگذاری‌های کم و بسیار پرشده از سیلیکاست.

comparative performance and modification of rubber and reinforcing-filler on the tearing resistance of peroxide-cured natural-rubber/silica compounds

hypothesis: to enhance the crack growth resistance of rubber composites one strategy is to embed mechanisms for viscoelastic dissipation. this can be fulfilled by enlarging the bound rubber content through either increasing the filler-filler or filler-polymer interactions. improving the filler-polymer interaction through surface modification of silica by silanes is not a favorable route because of the adverse impact of surface modification on lowering the share of filler-filler interaction on the bound rubber content. modification of the rubber backbone appears to be a proper alternative. the difference in the .performance of these two methods can be observed well in peroxide-cured rubbersmethods: present contribution performs a comparative study on the impact of modification in rubber or reinforcing silica on the crack growth resistance of peroxide-cured natural rubber (nr). for nr/silica composites, the modifications in rubber and silica are respectively conducted by grafting maleic anhydride or the bi-functional silane of bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfide (tespt). for the case of maleic anhydride grafting, the influence of initiation by thermal and chemical routes is also comparedfindings: results revealed that the modification of the rubber with maleic anhydride leads to an increase in the polymer-filler interactions and the bound rubber content. this imparts a favorable balance in mechanical strength and resistance to crack growth of the resulting composite. tearing resistance of the system containing maleated rubber in the high loading range of silica showed a significant increase of about 150% compared to a neat rubber system filled with unmodified silica. it was suggested that the chemical crosslink density and viscoelastic dissipation are, respectively, the controlling mechanisms of tear resistance in low and high loading range of silica.