مدل سازی چندمقیاسی خواص مکانیکی آمیزه رویه تایر سبز

فرضیه : 

در کامپوزیت های الاستومری، پدیده های بین سطحی همچون اثر پرکننده تقویتی بر دینامیک مولکولی زنجیر لاستیکی در فاز میانی و چگونگی برهم کنش لاستیک-پرکننده منشا تغییر انرژی کرنش یا اتلاف گران روکشسان کامپوزیت در آمیزه بسیار پرشده لاستیکی است. با هدف کسب تقریب اولیه از چگونگی اثرپذیری انرژی کرنش از پدیده های فصل مشترک شامل سفتی، اتلاف فاز میانی و کیفیت اتصال در فصل مشترک، در این پژوهش مدل ریزساختاری جزء محدود در حالت دوبعدی و سه بعدی ایجاد و مشخصه های موثر بر تغییرات خواص مکانیکی مطالعه شد. اثر تغییر در سفتی بین فازی و تغییر در ماهیت گران رو کشسان آن، تغییر در مقدار تماس لاستیک با پرکننده در حالت های کاملا مقید و ترکیب آن با لغزش اصطکاکی مدل سازی شد.

کامپوزیت های لاستیک استیرن بوتادی ان محلولی تقویت شده با سیلیکا با روش اختلاط مذاب تهیه شدند. بدین منظور لاستیک به همراه سیلیکا و جفت کننده سیلانی درون مخلوط کن داخلی مخلوط شد. ضریب پرشدگی، دما و سرعت چرخاننده مخلوط کن طوری تنظیم شد تا واکنش سیلانی شدن انجام شود. سپس پیمانه اصلی با سامانه پخت روی آسیاب دوغلتکی مخلوط و در نهایت نمونه زیر فشار در دمای 160 درجه سلسیوس پخت شد.

در توافق با نتایج مدل سازی، آزمون کشش کامپوزیت نشان داد، مهم ترین عامل کنترل کننده، نوع اتصال لاستیک-پرکننده در ناحیه بین فازی است. نتایج شبیه سازی بیانگر این بود که در نظرگرفتن لغزش اصطکاکی در ناحیه بین فازی سبب کاهش انتقال تنش از ماتریس به ذره شد. در حالی که در مدل های با ناحیه بین فازی کاملا مقید، به دلیل انتقال کامل تنش از ذره به ماتریس، خواص مکانیکی انحراف شایان توجهی نسبت به نتایج تجربی نشان داد. همچنین مدل سه بعدی پیش بینی های بهتری نسبت به مدل دوبعدی ارایه کرد.