پودر لاستیک جت آبی در آمیزه رویه تایر سواری

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 بیرجند، دانشگاه صنعتی بیرجند، گروه مهندسی شیمی، کد پستی9719866981

2 بیرجند، شرکت کویر تایر، واحد تکنولوژی، صندوق پستی 518

چکیده

در این پژوهش، اثر استفاده از پودر لاستیک ریزدانه تهیه شده به ‌روش جت آب در آمیزه رویه تایر رادیال سواری مطالعه شده است. آثار برهم‌کنشی پودر لاستیک با سایر اجزای فرمول‌بندی در قالب طرح آزمون آماری، افزودن کمک‌فراورش (Vestenamer)، همچنین اثر افزایش مقدار عوامل پخت آمیزه‌ها در مجاورت پودر لاستیک مطالعه شد. آمیزه‌های لاستیکی در مخلوط‌کن داخلی آزمایشگاهی تهیه و نتایج خواص رئومتری و فیزیکی به‌دست آمده تحلیل شد. در بخش طرح آزمون آماری مدل‌های رگرسیون شامل جمله‌های خطی و برهم‌کنش دوتایی برحسب سه متغیر مورد مطالعه برای هر خاصیت به‌طور موفقیت‌آمیز توسعه و اعتبارسنجی آماری شد. پودر لاستیک اثر کاهشی بر خواص کششی نشان داد که بخشی از آن به کاهش چگالی اتصالات عرضی به واسطه مهاجرت گوگرد از فاز لاستیک به فاز پودر لاستیک نسبت داده شد. کاهش جزئی اما معنی‌دار آماری در خواص و رفتار پیرسازی، جهندگی و سایش از دیگر ویژگی‌های استفاده از پودر لاستیک بود. اما، مقاومت پارگی و رشد ترک دی‌متیا با افزایش پودر بهبود معنی‌دار نشان داد که به اثر کاهشی پودر لاستیک بر مدول آمیزه ارتباط داده شد. نشان داده شد، با افزایش جزئی مقدار عوامل پخت، گوگرد و شتاب‌دهنده، می‌توان ضمن حفظ نسبی سایر خواص، کاهش خواص کششی را تا حدودی و کاهش سایش، جهندگی و پیرسازی را به‌طور کامل جبران کرد. همچنین نشان داده شد، در محدوده مطالعه شده کمک‌فراورش وستنامر اثر چندانی بر خواص به‌جز سایش در مجاورت پودر لاستیک ندارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Water Jet Rubber Powder in Passenger Tyre Tread Formulation

نویسندگان [English]

  • Mehdi Shiva 1
  • Mahmood Arianejad 2
1 Department of Chemical Engineering, Birjand University of Technology, Postal Code: 971-9866981, Birjand, Iran
2 2. Department of Technology and Research, Kavir Tyre Co., P.O. Box: 518, Birjand, Iran
چکیده [English]

Hypothis: Rubber powder with a very fine particle size, rough surface and very low impurities can be prepared by water jet technology. The use of this powder as a suitable additive in tyre compounds is very important from economic and environmental viewpoints.
Methods: Morphology of the water jet powder was investigated using SEM. The rubber powder was added to a SBR/BR-based tyre tread formulation and the curing behavior and mechanical properties of the resultant product were determined. A full factorial experimental design was also conducted to study simultaneously the effects of rubber powder, sulfur and carbon black levels on the curing and mechanical properties of tyre tread formulation. Furthermore, the modification effect of Vestenamer additive and curing agent on the formulation properties was investigated. When using design of experiments, for each property the regression models with linear and binary interaction terms on the basis of three variables were successfully developed and statistically validated.
Findings: The rubber powder showed a lowering effect on tensile properties, which was attributed to reduced crosslink density due to the sulfur migration from the rubber matrix to the powder phase. A small, but statistically significant negative effect on the aging, abrasion and resilience properties of rubber compound was also observed, However, the tear resistance and de Mattia crack growth were improved with increasing rubber powder content, that could be attributed to the lesser effect of rubber powder on the compound modulus. It was shown that with some increase in the curing agent, sulfur and accelerator dosage, it was possible to compensate for the tensile properties to some extent and for the abrasion, resilience and aging properties completely, whereas others remained relatively unchanged. It was also shown that except for abrasion, the Vestenamer processing aid had little improving effect in the presence of rubber powder.

کلیدواژه‌ها [English]

  • rubber powder
  • compounding
  • environment
  • statistical analysis
  • tyre tread

1.Myhre M. and MacKillop D.A., Rubber Recycling, Rubber Chem. Technol., 75, 429-473, 2002.
2.Karger-Kocsis J., Mészáros L., and Bárány T., Ground Tyre Rubber (GTR) in Thermoplastics, Thermosets, and Rubbers, J. Mater. Sci., 48, 1-38, 2013.
3.Kim J. K. and Burford R.P., Study of Powder Utilization of Waste Tires as a Filler in Rubber Compounding, Rubber Chem. Technol.,71, ,1028-1041, 1998
4.Ahmadi M. and Yazdani R., Surveying the Influence of Reclaimend Rubber and Rubber Powder on Physical, Dynamical and Processing Properties of NR/BR Compound, lran. J. Polym. Sci. Technol. (Persian), 21, 217-223, 1387.
5.Burgoyne M. D., Leaker G.R., and Krekic Z., The Effect of Reusing Ground Flash and Scrap Rubber in Parent Compound, Rubber Chem. Technol., 49, 375-378, 1976.
6.Lee, T.C.P. and Millns, W., Treatment of Vulcanized Rubber, US Pat., 4,046,834, 1974.
7.Swor R.A., Jensen L.W., and Budzol M., Ultrafine Recycled Rubber, Rubber Chem. Technol., 53, 1215-1225, 1980.
8.Crane G., Elefritz R.A., Kay E.L., and Laman J.R., Scrap Tire Disposal Properties, Rubber Chem. Technol., 51, 577-599, 1978.
9.Phadke A.A., Chakraborty S.K., and De S.K., Cryoground Rubber-Natural Rubber Blends, Rubber Chem. Technol., 57, 19-33, 1984.
10.Burford R.P. and Pittolo M., Characterization and Performance of Powdered Rubber, Rubber Chem. Technol., 55, 1233-1249, 1982.
11.HuY., Kang Y., Wang X. C., Li X. H., Long X.P., Zhai G.Y., and Huang M., Mechanism and Experimental Investigation of Ultra High Pressure Water Jet on Rubber Cutting, Int. J. Precis. Eng. Manuf., 15, 1973-1978, 2014.
12.Gibala D., Laohapisitpanich K., Thomas D., Hamed G.R., Cure and Mechanical Behavior of Rubber Compounds Containing Ground Vulcanizeds, Part II-Mooney Viscosity, Rubber Chem. Technol., 69, 115-119, 1996.
13.Shiva M.,Hadadi A. H., Nakhaei A., and Varasteh H., Study of Abrasion of Rubber Materials by Experimental Design, Response Surface and Artificial Neural Network Modeling, lran. J. Polym. Sci. Technol. (Persian), 28, 197-209, 2015.
14.Fukahori Y. and Yamazaki H., Mechanism of Rubber Abrasion, Part 3: How is Friction Linked to Fracture in Rubber Abrasion, Wear, 188, 19-26, 1995.
15.Hamed G.R., Energy Dissipation and the Fracture of Rubber Vulcanizates, Rubber Chem. Technol., 64, 493-500, 1991.
16.Hamed G., Molecular Aspects of the Fatigue and Fracture of Rubber, Rubber Chem. Technol., 67, 529-536, 1994.
17.Gibala D. and Hamed G.R., Cure and Mechanical Behavior of Rubber Compounds Containing ground Vulcanizeds, Part 1-Cure Behavior, Rubber Chem. Technol., 67, 636-648, 1994.
18.Carli L.N., Bianchi O., Mauler R.S., and Crespo J.S., Crosslinking Kinetics of SBR Composites Containing Vulcanized Ground Scraps as Filler, Polym. Bull., 67, 1621-1631, 2011.
19.Ignatz-Hoover F. and Datta R., Antidegradants Impact Thermal Oxidative Stability, Rubber Plast. News, 1-12, 2003.
20.Rodgers B., Rubber Compounding, Chemistry and Applications, Marcel Dekker, INC, Chapt.10, 2004.
21.Reed M.R., Effect of Antioxidants in Typycal Rubber Stocks, J. Ind. Eng. Chem., 21, 316-318, 1926.
22.Huntink N.M., Durability of Rubber Products, PhD Thesis, Twente University, 7500 AE Enschede, the Netherlands , 2003.