@article { author = {Alimardani, Mohammad and Razzaghi-Kashani, Mehdi}, title = {Evaluation of Fatigue Crack Growh Resistance of Rubber-Silica Composites and Analysis of the Role of Filler-Filler Interaction and Interface Bonding}, journal = {Iranian Journal of Polymer Science and Technology}, volume = {32}, number = {5}, pages = {397-409}, year = {2019}, publisher = {}, issn = {10163255}, eissn = {20080883}, doi = {10.22063/jipst.2020.1692}, abstract = {Hypothesis: Fatigue crack growth (FCG) of rubber composites as controlled by the viscoelastic losses, is strongly dependent on the polymer-filler interfacial phenomena. The type of filler-polymer bonding at the interface and the extent of mobility restriction of rubber chains resulting from the interaction by the filler are of the critical ones. In highly filled rubber compound, the amount of mobility restriction is almost dictated by the filler-filler interaction. Regulating the surface energy of the filler can be an effective method to control the filler-filler interaction, to distinguish the two interfacial phenomena, and to pave the way of studying their significance. Methods: Ultrasil VN3 and solution styrene-butadiene rubber (SSBR) were of the base composite materials. Using two silanes with a short and a long aliphatic chain length, the surface of Ultrasil was modified in our lab to a certain level of grafting density which could bring the required surface energy and the filler-filler interaction. By controlling the surface energy of silica treated in the lab, and by making a systematic comparison of the resulting composites, it was possible to study the role of covalent bonding at the interface, the role of filler-filler interaction and severity of mobility restriction and finally the role of silane chain length.Findings: Fatigue crack growth experiment revealed that the severity of mobility restriction and the filler-filler interaction of the composite have the highest impact on the amount of viscoelastic dissipation and the rate of crack growth.  The covalent bonding at the interface can deviate the crack from growing in the original direction and thus it may act as a physical barrier to improve crack growth resistance. For highly filled compounds where the properties are almost dictated by the filler-filler interaction, the role played by the chain length of silane is minor.}, keywords = {fatigue crack growth,interface bonding,filler-filler interaction,rubber,silica}, title_fa = {ارزیابی مقاومت به رشد ترک خستگی کامپوزیت‌های لاستیکی دارای سیلیکا و تحلیل نقش برهم‌کنش پرکننده-پرکننده و اتصال در فصل مشترک}, abstract_fa = {فرضیه: رشد ترک خستگی در کامپوزیت‌های لاستیکی به‌دلیل اثرپذیری آن از اتلاف گرانروکشسان به پدیده‌های فیزیکی حاضر در فصل مشترک پلیمر-پرکننده وابستگی زیادی دارد. نوع اتصال پلیمر-پرکننده در فصل مشترک و شدت کم‌تحرکی زنجیر‌های پلیمری در نتیجه برهم‌کنش با پرکننده از مهم‌ترین این عوامل هستند. شدت کم‌تحرکی پلیمر در آمیزه‌ لاستیکی با درصدهای زیاد پرکننده به‌طور عمده تحت تأثیر برهم‌کنش پرکننده-پرکننده است. تنظیم انرژی سطحی پرکننده می‌تواند روش مؤثری برای کنترل برهم‌کنش پرکننده-پرکننده باشد و از آن می‌توان در تفکیک و ارزیابی مستقل سهم هر یک از پدیده‌ها‌ی فصل مشترک بهره برد.روش‌ها: از سیلیکای Ultrasil VN3 و استیرن-بوتادی‌ان-لاستیک محلولی (SSBR) به‌عنوان مواد پایه کامپوزیت استفاده شد. با دو عامل سیلانی کوتاه و بلندزنجیر آلیفاتیک در درصدهای معینی از پیوندزنی، سطح Ultrasil اصلاح شد تا بتواند انرژی سطحی مدنظر برای کنترل برهم‌کنش پرکننده-پرکننده را ارائه کند. با کنترل انرژی سطحی و برهم‌کنش پرکننده-پرکننده در نمونه‌­ها و مقایسه نظام­‌مند آن‌ها، اثر اتصال کووالانسی و معمولی در فصل مشترک، شدت برهم‌کش پرکننده-پرکننده و در نهایت اثر طول زنجیر سیلان بر رفتار رشد ترک خستگی ارزیابی شد. یافته‌ها: آزمایش رشد ترک خستگی نشان داد، شدت کم‌تحرکی و برهم‌کنش پرکننده-پرکننده کامپوزیت بیشترین  اثر را بر اتلاف گرانروکشسان و سرعت رشد ترک دارد. پیوند کووالانسی در فصل مشترک می‌تواند ترک را از رشد در جهت اصلی منحرف کند و بنابراین ممکن است به‌عنوان سدی فیزیکی برای بهبود مقاومت در برابر رشد عمل کند. در آمیزه‌های بسیار پرشده که اثر برهم‌کنش پرکننده-پرکننده غالب بود اثر زنجیر سیلان در فصل مشترک محدود بود.}, keywords_fa = {رشد ترک خستگی,اتصال در فصل مشترک,برهم‌کنش پرکننده-پرکننده,لاستیک,سیلیکا}, url = {http://jips.ippi.ac.ir/article_1692.html}, eprint = {http://jips.ippi.ac.ir/article_1692_685ce3343822c5b39a55084aed1bedea.pdf} }