دانلود رایگان ترجمه مقاله تاثیر تعاملات مبتنی بر کربن بر ویسکوزیته بودن خطی و غیر خطی ترکیبات SBR – Ippi 2011

مقاله انگلیسی رایگان

ترجمه فارسی رایگان 

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

چکیده
نقش دوده در رفتار ویسکوالاستیک آمیزه های لاستیکی برای درک بهتر مکانیسم تقویت کننده بررسی شد. اثر نانوذرات CB بر روی وابستگی کششی و پدیده استراحت چندین آمیزه لاستیک بوتادین استیرن با استفاده از دستگاه تحلیل فرایند لاستیک ارزیابی شد. نتایج رئولوژیکی نمونه های پخت نشده نشان داد که کاهش مدول کشسانی با افزایش فشار به شدت بستگی به فعل و انفعالات لاستیک CB دارد. آمیزه های پر شده، مدول کشسانی بالاتری را در مقایسه با SBR خام نشان دادند که به طور ناگهانی کاهش یافت و این به معنی وجود رفتار ویسکو الاستیک غیر خطی قابل توجه است. روند مشاهده شده فاکتور میرایی، رفتار ویسکوالاستیک خطی را برای کرنش کم تر از ۱۵ درصد نشان داد با این حال کرنش بالاتر با انحراف مثبت مشاهده شد. در منطقه کرنش زیر ۱۵ درصد، لاستیک پر شده با cb، رفتار الاستیکی بیشتری را نسبت به صمغ نشان داد، و با افزایش بارcb میزان الاستیسیته افزایش یافت در حالی که در ناحیه غیر خطی، روند معکوسی مشاهده شد. مدول استراحت پیچش بر اساس مدل خطی استاندارد، ترسیم شده و تغییرات زیادی از حیث فاکتور های مختلف مشاهده شد. هر دو مقدار مدول استراحتی و دامنه استراحت به صورت تابعی از سطح مقطع CB و محتوی آن افزایش پیدا کرده و زمان استراحت به مقادیر بالاتر تغییر پیدا کرد. به علاوه، CB بر خصوصیات پخت و بعد از استراحت پخت تاثیر زیادی گذاشت. در آمیزه های پخت شده، شیب مدول استراحت در زمان شروع بیشتر بود و در بلند مدت نسبت به آمیزه های اصلی کم تر بود و در انتهای دوره استراحت به میزان زیادی بسته به اندازه و سطح CB رسید.
لغات کلیدی: ویسکوالاستیکی، استراحت فشار، SBR پر شده با دوده، دستگاه تحلیل لاستیک، اثرات متقابل مبتنی بر دوده
مقدمه
به طور کلی، برای فرمولاسیون آمیزه های لاستیکی، دوده در ماتریکس لاستیک به صورت عامل تقویت کننده برای اصلاح خصوصیات مکانیکی محصول نهایی و کنترل رفتار ویسکوالاستیک آمیزه طی فراوری قبل از پخت، قرار داده می شود.افزایش CB به الاستومر ها، از همیت زیادی برای بهبود خصوصیات فنی برخوردار است. در حضور دوده، مدول کشسانی آمیزه لاستیکی، به دلیل مدول کشسانی بالای دوده به عنوان پر کننده و تشکیل اثرات متقابل قوی بین دوده-لاستیک افزایش می یابد. بسته به فرمولاسیون و شرایط ترکیب آمیزه، دوده را می توان در حالت های انتشاری مختلف از دانه های بزرگ تا دانه های کوچک یافت(۱). غلظت و نوع دوده بر انتشار دوده در ماتریکس لاستیک به طور معنی داری اثر می گذارد. وضعیت دانه های دوده و و اثرات متقابل حاصله می تواند بر خواص و پارامتر های ویسکوالاستیک آمیزه تاثیر داشته باشد. اثر دوده بر روی ویسکوالاستیکه(۲-۳)، قابلیت فراوری و آماس اکسترودیت(۵) الاستومر های پر شده بررسی شده است. به طور طبیعی، آمیزه های لاستیکی پر شده با دوده توامایی انتشار بخش اصلی انرژی مکانیکی به کار برده شده طی دفورمه شدن را با میرایی دارد که بستگی به فعل و انفعالات دوده-دوده و دوده- لاستیک دارد. فاکتور میرایی را می توان برای مطالعه تست خزش کرنش در حالت دینامیکی استفاده کرد. به عنوان یک پاسخ به افزایش کرنش، آمیزه های لاستیکی، رفتار ویسکوالاستیک غیر خطی موسوم به اثر پاین(۶) نشان می دهند که به صورت افت مدل کشسانی در برابر کرنش مربوط به اثر تقویت کنندگی دوده(۷) و یا تغییرات در شرایطی نظیر دما(۸) می باشد. به علاوه تانژانت (δ(G”/G’  زمانی افزایش می یابد که کرنش افزایش پیدا کند و به این طریق، انرژی تغییر شکل دینامیکی منتشر می شود.

بخشی از مقاله انگلیسی:

The role of carbon black (CB) in the viscoelastic behaviour of rubber compounds was investigated to better understand the reinforcing mechanism. The influence of CB nanoparticles on the strain-dependency and relaxation phenomena of several styrene butadiene rubber (SBR) compounds was evaluated using rubberprocess-analyzer (RPA). Rheological results of uncured samples showed that reduced complex modulus with strain strongly depend on CB-rubber interactions. Filled master compounds showed greater modulus compared to raw SBR, which dropped rather abruptly; meaning more noticeable non-linear viscoelastic behaviour. The observed trend of damping factor recognized the linear viscoelastic behaviour for strain <15%, however, at higher strains a large positive deviation was noticed. In the strain region under 15%, CB-filled rubber showed more elastic behaviour than gum; more elastic as the CB loading increased while in the non-linear zone, the reverse trend was observed. Torsion relaxation modulus based on standard linear solid (SLS) model was plotted and found disputable changes regarding to varied factors. Both values of relaxed modulus and the relaxation slope increased as the functions of CB surface area and content, and also the relaxation time (τ) shifted to higher values. In addition, CB affected the cure characteristics and after cure relaxation. In the cured compounds, the slope of relaxed modulus was steeper at starting time (~0.01 s) and less steep at longer time than those of the master compound, reaching a considerable set at the end of relaxation which was dependent on CB level and size.

INTRODUCTION

Generally for formulation of the rubber compounds, carbon black (CB) is incorporated in rubber matrix as a reinforcement to modify the mechanical properties of finished product and to control the viscoelastic behaviour of the compound during process, before curing. The addition of CB into the elastomers is a significant commercial importance to improve the technical properties. In the presence of CB, the elastic modulus (G´) of rubber compound increases due to high modulus of CB as a filler and formation of CB-rubber strong interactions. Depending on formulation and compound mixing conditions, CB can be found in different dispersion states, from large agglomerates to small aggregates [1]. Concentration and type of CB affect dispersion of CB in the rubber matrix significantly. The status of CB agglomerates and resulting interactions can control the properties and viscoelastic parameters of the compound. The influence of CB on the viscoelasticity [2,3], processability [4] and extrudate swelling [5] of filled elastomers have been investigated. Normally, CB-filled rubber compounds have an ability to dissipate the main part of the mechanical energy applied during deformation by damping which depends on CB-CB and CB-rubber interactions. Damping factor can be studied performing the strain sweep test in dynamic mode. As a response to increasing strain, rubber compounds exhibit a non-linear viscoelastic behaviour named Payne effect [6], which is detected as a drop in elastic modulus versus strain related to the reinforcing effect of CB [7] or the changes in the conditions such as temperature [8]. In addition, tan δ (G ″/G ′) increases when the strain rises, recognizing that the energy of dynamic deformation is dissipated.