Uticaj kombinovanih aktivnih punila na svojstva elastomernih materijala za ekološki prihvatljive pneumatike

0503741 - ÚMCH 2020 RIV RS srp J - Článek v odborném periodiku
Kojić, D. - Lazić, N. - Budinski-Simendic, J. - Špírková, Milena - Dugić, P. - Ostojić, S. - Pavličević, J.
Uticaj kombinovanih aktivnih punila na svojstva elastomernih materijala za ekološki prihvatljive pneumatike.
[The influence of combined active fillers on the properties of elastomeric materials for eco-friendly tyres.]
Hemijska industrija. Roč. 72, č. 5 (2018), s. 293-303. ISSN 0367-598X. E-ISSN 2217-7426
Grant CEP: GA ČR(CZ) GA17-13103S
Institucionální podpora: RVO:61389013
Klíčová slova: styrene-butadiene rubber * combined filler * nanocomposites
Obor OECD: Polymer science
Impakt faktor: 0.566, rok: 2018
Způsob publikování: Open access
http://www.doiserbia.nb.rs/ft.aspx?id=0367-598X1805293K

Primenom stiren-butadienskog kaučuka kao prekursora mreže, i kombinacije nanočestica čađi i silicijum(IV)oksida (SiO2), pri različitim phr sadržajima (50/0, 35/15, 25/25, 15/35, 0/50 phr), sintetisani su nanokompoziti sa adekvatnim svojstvima za ekološki prihvatljive pneumatike. Proučavana je raspodela punila u elastomernoj matrici, i ispitan je uticaj kombinovanih punila na karakteristike mešanja, umrežavanje, kao i na termička, dinamičko-mehanička i mehanička svojstva umreženih nanokompozita. Obrazovanje najvećih aglomerata je uočeno u u strukturi nanokompozita ojačanog sa 25 phr čađi i 25 phr sintetisanog silicijum(IV)oksida. Povećanjem sadržaja silicijum(IV)oksida u kombinovanom punilu, rastu vrednosti minimalnog momenta na 100, 150 i 160 °C (u skladu sa sklonošću SiO2 da učestvuje u punilo-punilo interakcijama). Vreme početka umrežavanja i vreme optimalnog umrežavanja se produžavaju dodatkom SiO2. Primenom modulovane diferencijalno skenirajuće kalorimetrije i dinamičko-mehaničke analize je utvrđena temperatura prelaska u staklasto stanje. Kompoziti sa kombinovanim punilima ispunjavaju zahteve u industriji pneumatika, nisku vrednost mehaničkog faktora gubitaka između 40 i 80 °C, radi smanjenja otpornosti na kotrljanje i uštede u potrošnji goriva, uz istovremeno visoki histerezis na niskim temperaturama (od -20 do 0 °C), u cilju postizanja visoke otpornosti na klizanje na ledu i mokrom kolovozu. Utvrđen je i uticaj dodatka kombinovanog punila na zateznu čvrstoću i otpornost na abraziju sintetisanih nanokompozita.

The aim of this study was to investigate the effects of combinations of two active fillers (carbon black and synthesized silica (50/0, 35/15, 25/25, 15/35, 0/50, phr)) on the morphology, curing, as well as thermal, dynamic-mechanical and mechanical properties of nanocomposites based on the styrene-butadiene rubber as the network precursor. Based on SEM results, the largest agglomerates were observed in the structure of the nanocomposite containing 25 phr of carbon black and 25 phr of SiO2. Determination of curing characteristics indicated that the minimum torque at 100, 150 and 160°C had higher magnitudes for the compounds with silica filler, which is in accordance with the tendency of SiO2 to form filler-filler interactions. Values of the scorch time and the optimal time of crosslinking increased by increasing the silica phr content in the fillers mixture. It could be thus supposed that the fraction of occluded and trapped chains in the structure of elastomer reinforced by SiO2 is higher due to the almost 2-fold higher value of the silica NDBP number as compared to the NDBP number of carbon black particles. On the basis of MDSC results, it was assessed that the addition of combined active fillers had negligible effects on the glass transition temperature, registered at about -47°C for all tested samples. The obtained DMA data, concerning storage moduli in the temperature range from -20 to 0°C, are very significant for predictions of the properties of the tyre tread such as the slip resistance on the road on ice and in the wet conditions.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0295531