اثر ساختار مولکولی SBR و نوع پرکننده بر خواص ابرگرانروکشسان آمیزه های SBR/BR رویه تایرسواری با کمک روش ترکیبی عددی-تجربی

فرضیه: کاهش مقاومت غلتشی تایر نقش بسیار مهمی در دستیابی به کاهش CO2 و گرمایش جهانی دارد. از این رو، توجه ویژه ای برای پیش بینی اتلاف انرژی در آمیزه رویه توسط سازندگان تایر شده تا آمیزه هایی با اتلاف انرژی پایین طراحی و به کار گرفته شوند. در این پژوهش، مدل مکانیکی سه گانه متشکل از مدل ابرکشسان سه جمله ای Ogden، مدل گرانروکشسان غیرخطی Bergstrom-Boyce همراه با مدل نرم شدگی تنش Ogden-Rouxbrgh برای بیان رفتار مکانیکی نیرو-تغییر مکان لاستیک پیشنهاد شد. روش ها: ابتدا دو مجموعه آمیزه لاستیکی بر پایه آمیخته کائوچوهای SBR/BR محلولی و امولسیونی تقویت شده با دو  نوع دوده و سیلیکای اصلاح شده سطحی ساخته شدند. مقدار کل پرکننده ثابت و برابر 80phr  درنظر گرفته شد. هر مجموعه شامل سه آمیزه با مقادیر مختلف از پرکننده ها بود. بدین ترتیب که در آمیزه اول 80phr  دوده بدون سیلیکا و در آمیزه های دوم و سوم به ترتیب 20 و   40phr سیلیکا به جای دوده جایگزین شدند. رفتار مکانیکی کششی آمیزه های پخت شده روی نمونه نواری شکل با عرض  2cm که زیر بار رفت و برگشتی قرارگرفته بود و نیز آزمون کشش با استاندارد ASTM  D-412 C تعیین شدند. الگوریتم چرخه ای بهینه سازی شده بر اساس مدل اجزای محدود نمونه نواری شکل ساخته شده در نرم افزار Abaqus به همراه دو جزء انطباق نتایج و بهینه سازی (Nelder-Mead) در نرم افزار Isight طراحی شد. از این الگوریتم برای تعیین پارامترهای مدل مکانیکی استفاده شد.یافته ها: نتایج به دست آمده از شبیه سازی با داده های تجربی حاکی از دقت زیاد مدل پیشنهادی است. پیش بینی اثر نوع کائوچوی SBR (محلولی یا امولسیونی) و نوع و مقدار پرکننده (دوده و سیلیکا) به کمک پارامترهای پیش بینی شده مدل مطالعه شد. نشان داده شد، ارتباط بسیار خوبی بین تغییرات این پارامترها با ساختار کائوچو و نحوه عملکرد پرکننده ها وجود دارد. همچنین مشخص شد، کائوچوی  SBR محلولی نسبت به نوع امولسیونی %50 عملکرد بهتری دارد و نیز افزودن سیلیکا موجب کاهش %25 تا %35 اتلاف انرژی می شود.

Keywords:

کائوچوی SBR , کائوچوی BR , سیلیکا , ابرگرانروکشسان , رویه تایر , روش اجزای محدود