اثر نانو دوده بر خواص تریبولوژیکی آمیزه هیبریدی رویه تایر دارای سیلیکای اصلاح ‌شده

فرضیه: استفاده از نانوذرات دوده به‌عنوان پرکننده دوم در سامانه پرکننده‌های هیبریدی، با بهبود پراکنش ذرات سیلیکا اصلاح‌شده به‌عنوان پرکننده اول، موجب بهبود در برخی خواص تریبولوژیکی، شامل مقاومت در برابر سایش و ضریب اصطکاک آمیزه لاستیکی رویه تایر می‌شود. این بهبود در پراکنش ذرات پرکننده اول به‌دلیل ممانعت ذرات پرکننده دوم از بازکلوخگی پرکننده اول است.روش‌ها: در این پژوهش از پرکننده‌های هیبریدی تقویت‌کننده، سیلیکای اصلاح‌شده به‌عنوان پرکننده اول با مقدار ثابت و دوده با ذرات نانومتری به‌عنوان پرکننده دوم با مقادیر متغیر برای تهیه آمیزه رویه تایر سواری استفاده شد و مقدار دوده نانومتری براساس تجربه پیشین کمتر از آستانه تداخل نگه داشته شد. آزمون‌های ولکانش، میکروسکوپی الکترونی پویشی و آزمون‌های دینامیکی-مکانیکی در روبش زمان، کرنش و دما برای تعیین مقدار بهینه‌ دوده نانومتری به‌کار گرفته شدند. خواص تریبولوژیکی شامل ضریب اصطکاک و مقاومت سایشی برای ترکیبات دارای پرکننده‌های هیبریدی اندازه‌گیری شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد، پراکنش سیلیکای اصلاح‌شده با افزوده‌شدن مقدار بهینه 75/0 قسمت وزنی نانوذرات دوده در یک سامانه هیبریدی با بهبود همراه بوده و کاهش رفتار گران‌روکشسان غیرخطی یا پدیده پین در آمیزه دارای مقدار بهینه از پرکننده دوم نیز وجود هم‌افزایی شکل‌شناسی را تایید می‌کند. همچنین آزمون اندازه‌گیری مدول ذخیره با روبش زمان، کاهش بازکلوخگی سیلیکای اصلاح‌شده پس از اختلاط در مجاورت نانوذرات دوده را نشان داد. آزمون‌های تریبولوژیکی شامل ضریب اصطکاک و مقاومت سایشی آمیزه لاستیکی ولکانیده نیز بهبود در نمونه با مقدار بهینه نانوذرات دوده را نشان دادند. مقایسه نتایج این آزمون‌ها با نمونه مرجع، حدود %30 بهبود مقاومت سایشی و حدود %10 بهبود اصطکاک در سطح بتن خیس را در نمونه بهینه مشخص کرد.

nanocarbon black’s effect on tribological propertiesof a hybrid filler tire tread compound containingmodified silica

hypothesis: the use of nanocarbon black as the secondary filler in the hybrid filler system improves the tribological properties of tire tread compounds, such as abrasion resistance and coefficient of friction (cof), due to improvements in dispersion of modified silica as the primary filler. this improvement in the dispersion of primary filler is attributed to the barrier effect of secondary filler in flocculation of primary filler.methods: a hybrid-filler system, modified silica as the primary filler with a fixedconcentration and nanocarbon black with small concentrations as the secondary filler, were used to prepare tire tread compounds. the concentration of nanocarbon black was kept below its percolation threshold based on previous studies. vulcanizationrheometry, scanning electron microscopy, dynamic-mechanical analysis in time, strain, and temperature sweeps were carried out to find the optimum amount of nanocarbon black. tribological properties, including cof and abrasion resistance, weremeasured for the above hybrid filler compounds.findings: the results showed that improvement in the dispersion of modified silica was achieved by addition of 0.75 part per hundred rubbers as the optimum amount of nanocarbon black in a hybrid-filler system, and reduction in the nonlinear viscoelastic behavior or the payne effect in rubber compounds confirmed the morphological synergy in the optimum hybrid filler compound. tribological tests including cof and abrasion resistance of vulcanized rubber compounds showed an improvement in thecompound with optimal amount of nanocarbon black. the measurement of storage modulus in strain sweep showed reduced flocculation of modified silica after mixing in the presence of nanocarbon black. tribological studies, including cof and abrasion resistance, showed improvement for the vulcanized compound with the optimum amount of nanocarbon black. comparing the results with the reference compound,abrasion resistance was increased 30% and cof on wet concrete was improved 10% for the optimum compound.