سنتز و به کارگیری مشتق فسفوناتو کالیکس [4] آرن به عنوان عامل پخش کننده مؤثر سیلیکا در آمیزه های لاستیکی پرشده با سیلیکا

محورهای موضوعی : شیمی کاربردی

نسرین همراه جو ¹ , سعید تقوایی گنجه علی ² , رضا زادمرد ³

1 - دانشجوی دکترای شیمی آلی، دانشکده شیمی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
2 - استاد شیمی آلی، دانشکده شیمی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
3 - استاد شیمی آلی، پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران، تهران، ایران.

تاریخ دریافت : 1400/08/26 تاریخ پذیرش : 1400/11/18 تاریخ انتشار : 1402/03/01

کلید واژه: پراکنش, سیلیکا, کالیکس [4] آرن, لاستیک, آمیزه رویه تایر,

چکیده مقاله :

در این پژوهش، ساختار ٢٣،١٧،١١،٥- تتراکیس (دی اتیل فسفوناتو)- ٢٨،٢٧،٢٦،٢٥- تترابوتوکسی کالیکس [٤] آرن (CPD) سنتز و اثر آن به عنوان عامل کمک فرایند بر بهبود پراکنش سیلیکا در آمیزه رویه تایر سواری بررسی شد. برای این منظور آمیزه شاهد و همچنین، یک آمیزه دیگر حاوی CPD به عنوان عامل کمک فرایند به همراه سایر اجزای آمیزه کاری بر پایه دو کائوچوی SBR و PBR تهیه شد. پس از پخت، آزمون های مکانیکی شامل استحکام کششی و درصد ازدیاد طول تا نقطه پارگی و همچنین، آزمون SEM (میکروسکوپ الکترونی روبشی) انجام شد. با توجه به نتیجه های آزمون‌های کشش و شارش سنجی، تغییرهای قابل توجهی در این ویژگی ها مشاهده ‌‌نشد. بررسی تصاویر SEM نشان داد که استفاده از CPD به عنوان عامل کمک فرایند تأثیر چشمگیری بر بهبود پراکنش سیلیکا در بستر بسپار در مقایسه با آمیزه شاهد داشت. بنابراین، با بهبود پراکنش سیلیکا، ویژگی فیزیکی مکانیکی آمیزه رویه تایر حاوی CPD بهبود و در نتیجه کارایی تایر افزایش می یابد.

چکیده انگلیسی:

In this research, a special new processing aid agent based on calix[4]arene phosphonato derivative (CPD) was synthesized and its effect on silica dispersion within the rubber matrix was investigated. Initially, a reference compound and another compound containing CPD as a processing aid agent, based on SBR/BR and other ingredients were considered. After cure, mechanical tests including tensile strength and elongation at break and scanning electron microscopy (SEM) method were performed. Based on the results of tensile and rheology tests, no significant changes were observed in these properties. SEM images showed that the presence of CPD as a processing aid agent had a significant effect on improving the dispersion of silica in the rubber matrix compared to the reference compound. Therefore, by improving the dispersion of silica, the physical and mechanical properties of the tire tread compound containing CPD were improved and the performance of the tire increased.

منابع و مأخذ:

[1] D’Apuzzo, M.; Evangelisti, A.; Nicolosi, V.; Accident Analysis & Prevention 138, 105462, 2020.

[2] Hirata, Y.; Kondo, H.; Ozawa, Y., “Natural rubber (NR) for the tyre industry, Chap. 12” in “Chemistry, manufacture and applications of natural rubber”, Edited by Kohjiya, S. and Ikeda, Y., Woodhead Publishing, U.K., 2014.

[3] Maghami, S.; Dierkes, W.K.; Noordermeer, J.W.M.; Rubber Chemistry and Technology 89, 559-572, 2016.

[4] Thaptong, P.; Boonbumrung, A.; Jittham, P.; Sae-oui, P.; Journal of Polymer Research 26, 1-9, 2019.

[5] Ren, X.; Sancaktar, E.; Journal of Cleaner Production 206, 374-382, 2019.

[6] Thepsuwan, U.; Sae‐oui, P.; Sirisinha, C.; Thaptong, P.; Journal of Applied Polymer Science 136, 46987, 2019.

[7] Sun, J.; Liu, X.; Wang, L.; Shi, X.; Journal of Sol-Gel Science and Technology 85, 213-220, 2018.

[8] Qu, L.; Yu, G.; Xie, X.; Wang, L.; Li, J.; Zhao, Q.; Polymer composites 34, 1575-1582, 2013.

[9] Ko, J.Y.; Prakashan, K.; Kim, J.K.; Journal of Elastomers & Plastics 44, 549-562, 2012.

[10] Dasgupta, S., Agrawal, S.L., Bandyopadhyay, S., Mukhopadhyay, R., Malkani, R.K., Ameta, S.C., Polymer Testing 28, 251-263, 2009.

[11] Xu, H.; Fan, T.; Ye, N.; Wu, W.; Huang, D.; Wang, D.; Wang, Z.; Zhang, L.; Polymers 12, 623, 2020.

[12] Li, J.; Isayev, A.I.; Ren, X.; Soucek, M.D.; Polymer 60, 144-156, 2015.

[13] Seyvet, O.; Navard, P.; Journal of Applied Polymer Science 78, 1130-1133, 2000.

[14] Karak, N.; Gupta, B.; Kautschuk Gummi Kunststoffe 53, 30-34, 2000.

[15] Wang, Y.X.; Wu, Y.P.; Li, W.J.; Zhang, L.Q.; Applied Surface Science 257, 2058-2065, 2011.

[16] Jiao, Y.; Liu, X.; Liu, K.; Industrial Lubrication and Tribology 70(9), 1737-1744, 2018.

[17] Kim, K.J.; VanderKooi, J.; ACS: Rubber Division Meeting, 2001.

[18] Gutsche, C.D.; Accounts of Chemical Research 16, 161-170, 1983.

[19] Sansone, F.; Barboso, S.; Casnati, A.; Sciotto, D.; Ungaro, R.; Tetrahedron Letters 40, 4741-4744, 1999.

[20] Mohamadi, H.; Motiee, F.; Tehrani, M.S.; Taghvaei-Ganjali, S.; Russian Journal of Applied Chemistry 92, 809-816, 2019.

[21] Pekachaki, H.M.; Taghvaei-Ganjali, S.; Motiee, F.; Saber-Tehrani, M.; Rubber Chemistry and Technology 92, 467-480, 2019.

[22] Servati, Z.; Saber-Tehrani, M.; Taghvaei-Ganjali, S.; Zadmard, R.; Journal of Porous Materials 25, 1463-1474, 2018.

[23] Malekzadeh, M.; Nouri, H.; Farahani, M.; Journal of Applied Chemical Researches 3(12), 41-45, 2010.

[24] Gutsche, C.D.; Iqbal, M.; Organic Syntheses 68, 234-234, 2003.

[25] Mohindra Chawla, H.; Srinivas, K.; Indian Journal of Chemistry. Sect. B: Organic Chemistry, Including Medical Chemistry 32, 1162-1164, 1993.

[26] Asfari, Z.; Reinhoudt, D.N.; The Journal of Organic Chemistry 57, 1313-1313, 1992.

[27] Conner, M.; Janout, V.; Regen, S.L.; The Journal of Organic Chemistry 57, 3744-3746, 1992.

[28] Zadmard, R.; Junkers, M.; Schrader, T.; Grawe, T.; Kraft, A.; The Journal of Organic Chemistry 68, 6511-6521, 2003.