بهينه‌سازي خواص مكانيكي، ديناميكي و گرمايي آميزه رويه تاير راديال سواري كارآمد

Optimization of Mechanical, Dynamical and Thermal Properties of a High Performance Tread Compound for Radial Tires

در پژوهش حاضر، بهينه‌سازي خواص مكانيكي، ديناميكي و گرمايي آميزه رويه تاير راديال سواري با تاكيد بر نقش و اثر سه جز شتاب‌دهنده، دوده و روغن آروماتيك انجام شد. بدين منظور، ابتدا فرمول‌بندي مبنا بر پايه دو كايوچوي SBR/BR و گوگرد و ساير اجزاي آميزه‌كاري و بدون سه بخش ياد شده درنظر گرفته شد. اثر دو سامانه شتاب‌دهنده CBS/TMTD و TBBS/TMTD در مقادير و نسبت‌هاي مختلف و به شكل نيمه‌كارا روي خواص آميزه مبنا بررسي شده و بر اين اساس سامانه شتاب‌دهنده مناسب انتخاب شد. سپس، آميخته دوده‌هاي N330 و N550 در مقادير و نسبت‌هاي مختلف به آميزه اضافه شد و خواص آن بررسي و مقايسه شد تا مقدار بهينه آميخته دوده‌اي N330/N550 مشخص شود. سرانجام، با مطالعه اثر مقادير مختلف روغن آروماتيك روي خواص آميزه رويه تاير، مقدار آن و نيز خواص بهينه آميزه نهايي مشخص شد. براي تعيين خواص بهينه آميزه نهايي آزمون‌هاي مكانيكي (استحكام كششي، درصد ازدياد طول تا پارگي، خستگي، سايش، سختي و جهندگي)، آزمون‌هاي ديناميكي شامل DMTA در حالت كششي و همچنين آزمون گرمااندوزي انجام شد. نتايج نشان داد، خواص بهينه آميزه در سامانه شتاب‌دهنده CBS به مقدار 8/0 قسمت وزني و TMTD به مقدار 7/0 قسمت وزني، آميخته دوده‌هاي N330/N550 به نسبت 20/40 و روغن آروماتيك به مقدار 15 قسمت وزني حاصل مي‌شود.

A high performance passenger tire tread compound was optimized for its mechanical, dynamical and thermal properties. A reference compound was based on a blend of SBR and BR, sulfur and other ingredients without accelerator, carbon black and aromatic oil. The effects of CBS/TMTD and TBBS/TMTD as accelerator systems were studied with different quantities and the best accelerator system was chosen. Then, the blends of N330 and N550 carbon blacks were added in different quantities and the properties of these samples were studied to determine the best carbon black blend. Finally, the effect of different quantities of aromatic oil was investigated and the optimized quantity of aromatic oil and the final properties of tire tread compound were defined. The mechanical and dynamical tests were carried out on appropriate samples to determine tensile strength, elongation-at-break, fatigue-to-failure, abrasion resistance, hardness, resilience, dynamical-mechanical properties and temperature rise due to the heat build-up. The results showed that the compound containing 0.8 phr CBS, 0.7 phr TMTD, 40 phr N330, 20 phr N550 and 15 phr aromatic oils demonstrated the best properties.