Ученые наблюдали движение молекул резины и углерода в шинах

Ученые из European XFEL GmbH сделали важный прорыв в области шинных композиций, наблюдая движение молекул двух резиновых компонентов, обычно используемых в шинах: полибутадиена и углерода, с самым коротким временным разрешением в мире.Это исследование не только выявило значительное взаимодействие этих двух компонентов в атомном масштабе, но и создало новую теоретическую основу для улучшения процесса деградации шин и разработки более долговечных материалов.

Шины, как композитные материалы, обычно содержат синтетический каучук, такой как полибутадиен, и добавленные наночастицы, такие как углеродный черный, для улучшения их физических свойств.Во время движения шины подвергаются сильным силам, которые приводят к перемещению их частей друг с другом, что приводит к износу и деградации материалов.Для полной оценки характеристик шин необходимо не только понимать статическую структуру сложных сетей частиц, но и понимать взаимодействие полимеров и наночастиц и их движение, поскольку эти динамические характеристики непосредственно влияют на характеристики материала, особенно на износостойкость.

Токуши (Tokushi), исследователь европейской компании XFEL «Мы использовали недавно разработанный метод дифракционной рентгеновской сцинтилляции для обнаружения быстрых изменений в цепях полимеров и наночастицах добавок в атомном масштабе одновременно.Мы наблюдали значительное взаимодействие между полибутадиеном и черной углекислотой, что указывает на то, что на текучесть полибутадиена влияет тип добавленной черной углекислоты».Он добавил, что в каждом образце содержался различный тип черного угля, и эксперименты показали, что в различных образцах черного угля скорость перемещения полибутадиена по поверхности частиц черного угля различна, в то время как более прочные образцы приводят к лучшим характеристикам шин.

Результаты исследования не только улучшают методы исследования процесса деградации шин в лабораторных условиях, но и предоставляют важную информацию для разработки материалов с повышенной долговечностью.Помимо европейской компании XFEL, аналогичные исследования в этой области проводятся исследовательскими учреждениями Японии, Австралии и Новой Зеландии, а также японской компанией «Сумитомо каучук индастриз».