بررسي اثر استفاده از پركننده سيليكا همراه با دوده بر مقاومت در برابر خستگي آميزه رويه تايرهاي سواري

The Effect of Silica/Carbon Black Filler Systems on the Fatigue Properties of the Tread Compound in Passenger Tires

در اين پژوهش، اثر استفاده از پركننده سيليكا به همراه دوده بر مقاومت در برابر خستگي آميزه‌لاستيكي رويه تاير سواري راديال بررسي شد. بدين منظور، ابتدا يك آميزه شاهد بر مبناي آميخته دو كايوچوي SBR‌و BR‌ و 60 قسمت دوده به همراه ساير اجزاي آميزه‌كاري در نظر گرفته شد. سپس، با توجه به نتايج حاصل از پژوهش هاي انجام شده در زمينه استفاده از سيليكا سه آميزه جديد طراحي شد كه در آنها به ترتيب از 5، 10 و 15 درصد پركننده سيليكا به عنوان جاي گزين دوده استفاده شد. آميزه‌هاي مزبور تهيه و آزمون‌هاي لازم پس از پخت روي آنها انجام شد. اين آزمون‌ها شامل آزمون‌هاي كلاسيك فناوري لاستيك (استحكام كششي، درصد ازدياد طول، سايش و سختي ) و هم چنين آزمون‌هاي پويا شامل DMTA ‌و مقاومت در برابر خستگي بودند. نتايج به دست آمده حاكي از آن است كه بيشترين مقاومت در برابر خستگي با 20 قسمت سيليكا به دست مي‌آيد. از سوي ديگر، بهترين نتيجه با در نظر گرفتن نتايج آزمون DMTA در حالت استفاده 5 تا 10 قسمت سيليكا حاصل مي‌شود كه در آن علاوه بر افزايش مقاومت در برابر خستگي عملكرد تاير نيز با كاهش مقاومت غلتشي و افزايش چنگ‌زني بهبود مي‌يابد.

This research work is devoted to the investigation on the use of silica on the fatigue-to-failure property of a tire tread compound. A reference compound was first designed in which 60 phr carbon black was used as the reinforcing filler. While keeping the total of filler content to be constant as 60 phr, three additional compounds with 5, 10 and 20 phr silica were then manufactured. The classical static and dynamic tests were carried out on appropriate samples made from these compounds to determine tensile strength, hardness, abrasion resistance, fatigue-to-failure, dynamical-mechanical properties and temperature rise due to heat build-up. The results showed that by replacing part of carbon black with equivalent amount of silica, a major increase in fatigue resistance is obtained to the point that 20 phr silica has the most significant effect when subsituting 5 and 10 phr silica. The DMTA analyses revealed that the best compromise between fatigue properties, rolling resistance and wet/ice traction can be achieved at 5 to 10 phr silica substitution.