Influenza della morfologia delle particelle di carica Inorganica sulle proprietà meccaniche delle mescole stirene-butadiene per pneumatici

2-grooved slickAutori del lavoro candidato: Franca Morazzoni

SINTESI CONTENENTE UNA BREVE DESCRIZIONE DEL LAVORO SVOLTO E DEI RISULTATI OTTENUTI: Nel laboratorio di sintesi dei materiali inorganici nanostrutturati, operativo presso l’Università di Milano-Bicocca, Dipartimento di Scienza dei Materiali, coordinato da Franca Morazzoni, è stata messa a punto una mescola stirene-butadiene innovativa, allo scopo di ridurre il consumo energetico degli pneumatici per autotrazione. Il nuovo composito impiega nanoparticelle di carica inorganica, SiO2, con forma e dimensioni controllate, in particolare aventi elevato fattore di forma (forma allungata). La quantità di gomma immobilizzata varia con la lunghezza delle particelle e sale da 2 a 5 e 10% dell’intera quantità di gomma, passando dalla sfera alle forme allu ngate. Ciò causa maggiore forza di interazione tra silice e gomma. L’aumento della interazione tra silice e polimero, all’aumentare della lunghezza delle particelle, riduce la mobilità delle nanoparticelle inorganiche interne alla gomma e di conseguenza diminuisce la dissipazione di energia in fase di rotolamento. L’analisi dinamico meccanica associata al valore dello storage modulus, mostra che il valore del modulo aumenta all’aumentare del fattore di forma (AR aspect ratio) della particella, a parità di contenuto di silice, nella misura del 15% e 40% da AR =1 ad AR=5. L’effetto è attribuibile all’allineamento spontaneo delle particelle allungate, che si ordinano in domini ed inducono la sovrapposizione delle regioni di gomma irrigidita. Ciò riduce la mobilità delle particelle e di conseguenza anche la dissipazione di energia conseguente al rotolamento.