سازوکار اثرهای فیزیکی پرکننده های تقویت کننده بر سینتیک ولکانش لاستیک استیرن-بوتادی ان

مطالعات پیشین حاکی از آن است که سیلیکا و دوده به ترتیب فقط اثر کندکنندگی و شتاب دهی بر سینتیک ولکانش گوگردی لاستیک ها دارند. این طور فرض شد که از بعضی پدیده های سینتیکی در مشاهدات گذشته به علت نبود مطالعات نظام مند در این زمینه غفلت شده است. در این راستا به علت ماهیت خودکاتالیزی ولکانش و اثر انرژی سینتیکی زنجیر ها بر آن به نظر می رسد، پدیده کم تحرکی زنجیر های لاستیکی با وجود پرکننده های تقویت کننده نیز بتواند اثر مهمی بر تغییر سینتیک ولکانش گوگردی داشته باشد. این مفهوم تاکنون در مراجع به دقت بررسی نشده است. در این پژوهش، مطالعات سینتیکی با روش رئومتر صفحه نوسانی انجام شد. مقدار برهم کنش های پرکننده- پرکننده با روش های دینامیکی- مکانیکی و رسانایی سنجی الکتریکی به ترتیب برای آمیزه های پرشده با پرکننده های سیلیکا و دوده بررسی شد. نتایج نشان داد، ماهیت خودکاتالیزگری ولکانش با وجود پرکننده ها صرف نظر از نوع و غلظت آن ثابت ماند. نشان داده شد، سرعت ولکانش در اثر افزایش غلظت پرکننده صرف نظر از نوع و شیمی سطح پرکننده از نقطه بیشینه ای عبور می کند. بدین ترتیب، سیلیکا در بارگذاری های کم قابلیت شتاب دهی دارد و پس از نقطه بحرانی باعث کندشدن سرعت ولکانش می شود. نقطه بحرانی سینتیکی برای هر دو نوع پرکننده سیلیکا و دوده وجود دارد و تایید شد، این نقطه منطبق بر آستانه نفوذ ذرات پرکننده است. این طور بحث شد که نه فقط شیمی سطح پرکننده، بلکه پدیده های فیزیکی ناشی از برهم کنش های پرکننده- پرکننده قابلیت تغییر سینتیک ولکانش را دارند. این اثر فیزیکی به بی تحرکی و نبود انرژی سینتیکی در زنجیر های پلیمری محبوس در شبکه پرکننده ها ارتباط داده شد که احتمال واکنش میان درشت رادیکال ها را کاهش می دهد. بنابراین، پژوهش مزبور توانست سازوکار واحدی را برای توصیف اثر پرکننده های تقویت کننده بر سینتیک ولکانش ارائه دهد.