33013

بررسي تاثير نانو هيبريد گرافن اكسايد / سيليكا سيلاني شده به عنوان فيلر تقويت كننده در بهبود مقاومت غلتشي و چنگ زني آج تاير

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

1400

1403/09/28

دكتر مسعود جمشيدي

مژگان دريكوندي

مهندسي شيمي نفت وگاز

صنعت تاير به‌عنوان يكي از اركان اصلي صنعت خودروسازي، همواره در تلاش براي بهبود كارايي و كاهش اثرات ‌محيط زيستي بوده است. در اين راستا، استفاده از نانوذراتي نظير گرافن اكسايد GO) ) و سيليكا SiO₂) ) به‌عنوان فيلرهاي تقويت‌كننده، تحولي چشمگير در بهبود خواص مكانيكي و حرارتي تايرها ايجاد كرده است. در اين پژوهش، نانوهيبريدهاي گرافن اكسايد و سيليكا با استفاده از روش‌ سل-ژل و با نسبت‌هاي متفاوت TEOS به عنوان ماده پيش‌ساز نانوسيليكا بررسي شدند. براي بررسي مشخصات نانوذرات سنتز شده از آناليز‌هاي FTIR، XRD، RAMAN، TGA، FE-SEM و DMTA. نتايج حاكي از تشكيل نانوذرات بصورت لايه‌اي ناپيوسته بر روي سطح GO بود. با افزايش مقدار سيلان TEOS مقدار نانوسيليكاي تشكيل شده افزايش مي‌يافت. نانوهيبريدهاي SiO2@GO سنتز شده و نانوذرات خالص SiO2 و GO براي بررسي تاثير بر خواص پخت و ديناميكي-مكانيكي به تركيب لاستيك NR/SBR در 1% وزني اضافه شدند. آناليزهاي MDR و DMTA، اندازه‌گيري زاويه تماس و همچنين آزمون كشش روي اين نمونه نانوكامپوزيت‌ها انجام شد. نتايج نشان داد كه بالاترين ميزان استحكام كششي و بيشترين ميزان شبكه‌اي شدن در لاستيك حاوي SiO2 و سپس 1.2TEOS@GO ايجاد شده است. اين در حاليست كه مقدار كلي نانوذره در لاستيك 1% وزني بوده و نمونه هيبريدي مقدار بسيار كمتري از SiO2 در خود داشته است. اين به معناي هم‌افزايي تاثير دو نانوذره بر خواص لاستيك مي باشد. همچنين، بيشترين مقاومت لغزشي و چنگ‌ زني در نمونه هاي حاوي نانوذرات هيبريدي به دست آمد.

1403/11/16

Investigation of the Effect of Graphene Oxide/Silanized Silica Nanohybrid as a Reinforcing Material on Improving Rolling Resistance and Wet Traction in Tire Tread

12/18/2025 12:00:00 AM

The tire industry, as one of the main pillars of the automotive industry, has always been striving to improve efficiency and reduce environmental impacts. In this regard, the use of nanoparticles such as graphene oxide (GO) and silica (SiO₂) as reinforcing fillers has created a significant development in improving the mechanical and thermal properties of tires. In this study, graphene oxide and silica nanohybrids were studied using the sol-gel method and with different ratios of TEOS as a nanosilica precursor. To investigate the characteristics of the synthesized nanoparticles, FTIR, XRD, RAMAN, TGA, FE-SEM and DMTA analyses were used. The results indicated the formation of nanoparticles as a discontinuous layer on the GO surface. The amount of nanosilica formed increased with increasing TEOS silane content. SiO2@GO nanohybrids were synthesized and pure SiO2 and GO nanoparticles were added to the NR/SBR rubber blend at 1 wt% to investigate the effect on curing and dynamic-mechanical properties. MDR and DMTA analyses, contact angle measurements, and tensile tests were performed on these nanocomposite samples. The results showed that the highest tensile strength and the highest degree of crosslinking were achieved in the rubber containing SiO2 and then 1.2TEOS@GO. This is while the total amount of nanoparticles in the rubber was 1 wt% and the hybrid sample contained a much lower amount of SiO2. This means that the effect of the two nanoparticles on the rubber properties is synergistic. Also, the highest slip and grip resistance was obtained in the samples containing hybrid nanoparticles.

لاستيك NR/SBR، نانوكامپوزيت، نانوهيبريد، SiO2@GO، استحكام كششي، مقاومت غلتشي، چنگ‌زني تر.

NR/SBR rubber, nanocomposite, nanohybrid, SiO2@GO, tensile strength, rolling resistance, wet grip.

Behrad homaye nikfar

Dr. Masoud Jamshidi