اثر آمیختن دوده‌های مختلف بر خواص مکانیکی آمیزه‌ رویه تایر رادیال سواری

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران

چکیده

در این پژوهش، اثر استفاده از دوده‌ها به دو شکل تک و مخلوط بر خواص مکانیکی، دینامیکی و گرمایی آمیزه لاستیکی رویه تایر سواری رادیال بررسی شد. بدین منظور، ابتدا یک فرمول‌بندی بر پایه دو کائوچوی مصنوعی SBR و BR و60 قسمت وزنی دوده به همراه سایر اجزای آمیزه‌کاری درنظر گرفته شد. سپس 10 آمیزه بر پایه آمیزه مبنا، با دوده‌های مختلف تهیه و آزمون‌های لازم پس از پخت روی آنها انجام شد. این آزمون‌ها شامل آزمون‌های مکانیکی (استحکام کششی، درصد ازدیاد طول، سایش، سختی و جهندگی)، آزمون‌های دینامیکی شامل DMTA در حالت کششی و همچنین آزمون گرمایی بودند. نتایج به‌دست آمده حاکی از این است که آمیزه حاوی دوده  N550کمترین مقاومت سایشی و افزایش دما را نشان می‌دهد. در حالی که آمیزه حاوی دوده N220 به دلیل ساختار بالا بیشترین گرمازایی را دارد. برای رسیدن به حالت توازن از نظر خواص مکانیکی و دینامیکی از مخلوط دوده‌ها بهره گرفته شد که بهبود در مقاومت غلتشی، قدرت چنگ‌زنی و مقاومت سایشی را به همراه داشت. همچنین، در پژوهش‌های پیشین نشان داده شده بود که می‌توان با استفاده از داده‌‌های آزمون کشش روی نمونه‌های نواری شکل رفتار ابرکشسان ‌گرانرو آمیزهای لاستیک پخت شده را مطالعه کرد. بنابراین در کار حاضر، روش جدید سنجش مقدار اتلاف انرژی ناشی از تغییر شکل (اختلاف انرژی بین حالت کاملاً کشسان و حالت واقعی) هر آمیزه به کمک روش اجزای محدود و نرم‌افزار  ABAQUS/Standard ارائه و نشان داده شد که نتایج حاصل مؤید صحت نتایج به‌دست آمده از آزمون‌های دینامیکی و گرمااندوزی  است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Carbon Black Blends on the Mechanical Properties of a Tread Compound for Passenger Radial Tires

نویسندگان [English]

  • Mir Hamid Reza Ghoreishy
  • Mohsen Firouzbakht
  • Ghasem Naderi
Iran Polymer and Petrochemical Institute Tehran, Iran
چکیده [English]

This study is devoted to the study of carbon black blends in passenger tire tread compounds with respect to their mechanical, dynamical and thermal properties. A reference compound based on SBR/BR and 60 phr carbon black as reinforcing filler was initially designed. Ten samples based on this compound were prepared using
four different types of carbon black. The mechanical, dynamical and thermal tests were carried out on appropriate samples made from these compounds to determine tensile strength, elongation-at-break, abrasion resistance, hardness, resilience, tan δ and heat build-up. The results indicated that the compound containing N550 carbon
black has the lowest abrasion resistance and temperature rise. On the other hand, the compound containing N220 carbon black showed the highest temperature rise, energy dissipation and abrasion resistance due to high structure and iodine adsorption number. To achieve improvement in mechanical and dynamical properties, mixtures
of carbon blacks were used and the best results (low rolling resistance, high abrasion resistance and high traction) were obtained. We have shown in our previous research works that the viscoelastic behavior of cured compounds can be accurately described by the experimental data of tensile deformation vs. force of rubber strips and its
corresponding finite element models. Therefore, a new method for calculating the energy dissipation was proposed which was based on the finite element modeling of the tension in an in-house designed rubber sample. The results obtained by employing this technique were in very good agreement with the experimentally measured
dynamical data.

کلیدواژه‌ها [English]

  • SBR/BR compound
  • carbon black
  • blending
  • viscoelastic properties
  • finite element