تهیهٔ لاستیک تقویت‌شده با فراصوت

لاستیک‌های تقویت‌شده استحکام کششی، ازدیاد طول و مقاومت سایشی بالاتر و پایداری بهتری در برابر پیرشدگی دارند.
پرکننده‌هایی مانند دودهٔ کربنی (برای مثال CNTs و MWNTs)، گرافن یا سیلیکا باید به‌طور همگن در ماتریس پراکنده شوند تا خواص مطلوب ماده حاصل شود.
فراصوت پرتوان، کیفیت توزیع برتری برای نانوذرات تک‌پراکنش با خواص تقویت‌کنندگی بالا فراهم می‌کند.

پراکنش فراصوتی

فراصوت‌دهی به‌طور گسترده برای پراکنده‌سازی نانومواد، مانند نانوذرات تک‌پراکنش و نانولوله‌ها، به کار می‌رود؛ زیرا فراصوت جداسازی و عامل‌دارسازی ذرات و لوله‌ها را به‌میزان چشمگیری بهبود می‌دهد.
تجهیزات پراکنده‌سازی فراصوتی با ایجاد کاویتاسیون و نیروهای برشی زیاد، نانوذرات و نانولوله‌ها را از هم می‌گسلند، کلوخه‌زدایی می‌کنند، درهم‌تنیدگی آن‌ها را باز می‌کنند و آن‌ها را پراکنده می‌سازند. شدت فراصوت‌دهی را می‌توان با دقت تنظیم و کنترل کرد تا پارامترهای پردازش فراصوتی با در نظر گرفتن غلظت، کلوخه‌شدن و هم‌راستایی/درهم‌تنیدگی نانوماده کاملاً سازگار شوند. به این ترتیب، نانومواد را می‌توان متناسب با الزامات ویژهٔ هر ماده به‌صورت بهینه پردازش کرد. شرایط بهینهٔ پراکنش، که با تنظیم اختصاصی پارامترهای فرایند فراصوتی حاصل می‌شود، به تولید نانوکامپوزیت لاستیکی نهایی باکیفیت و ویژگی‌های تقویت‌کنندگی برتر نانوافزودنی‌ها و نانوپرکننده‌ها می‌انجامد.
به‌دلیل کیفیت برتر پراکنش با فراصوت و توزیع یکنواخت حاصل از آن، مقدار بسیار کمی پرکننده برای دستیابی به ویژگی‌های عالی ماده کافی است.

UIP16000 – پراکنده‌ساز فراصوتی صنعتی 16kW (برای بزرگ‌نمایی کلیک کنید!)

سامانهٔ فراصوتی صنعتی

لاستیک تقویت‌شده با دودهٔ کربنی به کمک فراصوت

دودهٔ کربنی یکی از مهم‌ترین پرکننده‌های لاستیک، به‌ویژه در تایرها، است که مقاومت سایشی و استحکام کششی به مادهٔ لاستیکی می‌بخشد. ذرات دودهٔ کربنی تمایل زیادی به تشکیل تجمعاتی دارند که پراکنده‌سازی همگن آن‌ها دشوار است. دودهٔ کربنی معمولاً در رنگ‌ها، رنگ‌های لعابی، مرکب‌های چاپ، رنگ‌دهی نایلون و پلاستیک، مخلوط‌های لاتکس، مخلوط‌های موم، پوشش‌های عکاسی و موارد دیگر به کار می‌رود.
پراکنش فراصوتی امکان کلوخه‌زدایی و اختلاط یکنواخت را با تک‌پراکنشی بسیار بالای ذرات فراهم می‌کند.
برای آشنایی بیشتر با پراکنش فراصوتی برای کامپوزیت‌های تقویت‌شده، اینجا کلیک کنید!

لاستیک تقویت‌شده با CNT / MWCNT به کمک فراصوت

هموژنایزرهای فراصوتی سامانه‌های قدرتمند پراکنده‌سازی هستند که می‌توان آن‌ها را با دقت کنترل و متناسب با الزامات فرایند و ماده تنظیم کرد. کنترل دقیق پارامترهای فرایند فراصوتی برای پراکنده‌سازی نانولوله‌هایی مانند MWNTs یا SWNTs اهمیت ویژه‌ای دارد؛ زیرا درهم‌تنیدگی نانولوله‌ها باید باز شود و به لوله‌های منفرد تبدیل شوند، بدون آنکه آسیب ببینند (برای مثال دچار گسیختگی شوند). نانولوله‌های سالم نسبت ابعادی بالایی دارند (تا 132٬000٬000:1)، بنابراین هنگام فرمول‌بندی در یک کامپوزیت، استحکام و سفتی استثنایی ایجاد می‌کنند. فراصوت‌دهی قدرتمند و دقیقاً تنظیم‌شده بر نیروهای واندروالس غلبه می‌کند و با پراکنده‌سازی نانولوله‌ها و باز کردن درهم‌تنیدگی آن‌ها، ماده‌ای لاستیکی با عملکرد بالا، استحکام کششی استثنایی و مدول الاستیک برجسته به دست می‌دهد.
علاوه بر این، عامل‌دارسازی فراصوتی برای اصلاح نانولوله‌های کربنی به‌منظور دستیابی به خواص مطلوب قابل‌استفاده در کاربردهای گوناگون به کار می‌رود.

زغال در محصولات آرایشی و دارویی استفاده می‌شود. پراکنش فراصوتی روشی بسیار مؤثر برای پراکنده‌سازی زغال فعال در سوسپانسیون‌ها است.

دستگاه‌های فراصوتی برای پراکنش پیوستهٔ نانومواد، دودهٔ کربنی یا زغال فعال.

لاستیک تقویت‌شده با نانوسیلیکا به کمک فراصوت

پراکنده‌سازهای فراصوتی توزیعی بسیار یکنواخت از نانوذرات سیلیکا (SiO₂) در محلول‌های پلیمری لاستیک فراهم می‌کنند. نانوذرات سیلیکا (SiO₂) باید به‌صورت ذرات تک‌پراکنش، به‌طور همگن در استایرن–بوتادین پلیمریزه‌شده و سایر لاستیک‌ها توزیع شوند. نانوذرات تک‌پراکنش SiO₂ به‌عنوان عوامل تقویت‌کننده عمل می‌کنند و چقرمگی، استحکام، ازدیاد طول، عملکرد خمشی و مقاومت در برابر پیرشدگی را به‌طور چشمگیری بهبود می‌دهند. در مورد نانوذرات، هرچه اندازهٔ ذره کوچک‌تر باشد، مساحت سطح ویژهٔ ذرات بیشتر است. با افزایش نسبت مساحت سطح به حجم (S/V)، آثار ساختاری و تقویت‌کنندگی بهتری حاصل می‌شود که استحکام کششی و سختی محصولات لاستیکی را افزایش می‌دهد.
پراکنش فراصوتی نانوذرات سیلیکا امکان کنترل دقیق پارامترهای فرایند را فراهم می‌کند تا ریخت‌شناسی کروی، اندازهٔ ذرات دقیقاً تنظیم‌شده و توزیع اندازهٔ بسیار باریک به دست آید.
سیلیکای پراکنده‌شده با فراصوت، بالاترین عملکرد ماده را در لاستیکی که با آن تقویت شده است ایجاد می‌کند.
برای آشنایی بیشتر، اینجا کلیک کنید: پراکنده‌سازی فراصوتی SiO₂!

پراکنش فراصوتی افزودنی‌های تقویت‌کننده

اثبات شده است که فراصوت‌دهی بسیاری از مواد نانوذره‌ای دیگر را نیز پراکنده می‌کند تا مدول، استحکام کششی و خواص خستگی کامپوزیت‌های لاستیکی بهبود یابد. از آنجا که اندازه، شکل، مساحت سطح و فعالیت سطحی ذرات پرکننده و افزودنی‌های تقویت‌کننده برای عملکرد آن‌ها تعیین‌کننده است، استفاده از پراکنده‌سازهای فراصوتی قدرتمند و قابل‌اعتماد یکی از رایج‌ترین روش‌ها برای وارد کردن ذرات میکرو و نانومقیاس به فرمولاسیون محصولات لاستیکی است.
افزودنی‌ها و پرکننده‌های متداولی که به کمک فراصوت‌دهی به‌صورت ذرات یکنواخت توزیع‌شده یا تک‌پراکنش در ماتریس‌های لاستیکی وارد می‌شوند، عبارت‌اند از کربنات کلسیم، رس کائولن، سیلیکای دودزا، سیلیکای رسوبی، اکسید گرافیت، گرافن، میکا، تالک، باریت، ولاستونیت، سیلیکات‌های رسوبی، سیلیکای دودزا و دیاتومیت.
هنگامی که نانوذرات عامل‌دارشده با اسید اولئیکِ TiO₂ با فراصوت در لاستیک استایرن–بوتادین پراکنده می‌شوند، حتی مقدار بسیار کمی از oleic-SiO₂ به بهبود چشمگیر مدول، استحکام کششی و خواص خستگی منجر می‌شود و به‌عنوان عامل محافظ در برابر تخریب نوری و حرارتی عمل می‌کند.

پراکنده‌سازی نانولوله‌های کربنی در آب با استفاده از UP400S

آلومینای تری‌هیدرات (Al₂O₃) به‌عنوان کندسوزکننده، برای بهبود رسانایی حرارتی و برای ایجاد مقاومت در برابر تشکیل مسیر رسانای سطحی و فرسایش افزوده می‌شود.
پرکننده‌های اکسید روی (ZnO) گذردهی نسبی و همچنین رسانایی حرارتی را افزایش می‌دهند.
دی‌اکسید تیتانیوم (TiO₂) رسانایی حرارتی و الکتریکی را بهبود می‌دهد.
کربنات کلسیم (CaCO₃) به‌دلیل خواص مکانیکی، رئولوژیکی و کندسوزکنندگی به‌عنوان افزودنی استفاده می‌شود.
تیتانات باریم (BaTiO₃) پایداری حرارتی را افزایش می‌دهد.
گرافن و اکسید گرافن (GO) ویژگی‌های مکانیکی، الکتریکی، حرارتی و نوری برتری به ماده می‌بخشند.
نانولوله‌های کربنی (CNTs) خواص مکانیکی مانند استحکام کششی، رسانایی الکتریکی و حرارتی را به‌طور چشمگیری بهبود می‌دهند.
نانولوله‌های کربنی چنددیواره (MWNTs) مدول یانگ و استحکام تسلیم را بهبود می‌دهند. برای مثال، افزودن تنها 1 wt.% از MWNTs به یک اپوکسی، مدول یانگ و استحکام تسلیم را نسبت به ماتریس خالص به‌ترتیب 100% و 200% افزایش می‌دهد.
نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره (SWNTs) خواص مکانیکی و رسانایی حرارتی را بهبود می‌دهند.
نانوالیاف کربنی (CNF) استحکام، مقاومت حرارتی و دوام را افزایش می‌دهند.
نانوذرات فلزی مانند نیکل، آهن، مس، روی، آلومینیوم و نقره برای بهبود رسانایی الکتریکی و حرارتی افزوده می‌شوند.
نانومواد آلی مانند مونت‌موریلونیت خواص مکانیکی و کندسوزکنندگی را بهبود می‌دهند.

سامانه‌های پراکنش فراصوتی

Hielscher Ultrasonics طیف گسترده‌ای از تجهیزات فراصوتی را ارائه می‌کند – از سامانه‌های رومیزی کوچک‌تر برای آزمون امکان‌سنجی تا واحدهای فراصوتی صنعتی مناسب کار سنگین با توان حداکثر 16kW برای هر واحد. توان، قابلیت اطمینان، کنترل‌پذیری دقیق و همچنین استحکام ساخت، سامانه‌های پراکنده‌سازی فراصوتی Hielscher را به «نیروی کار اصلی» خط تولید فرمولاسیون‌های حاوی ذرات میکرونی و نانویی تبدیل می‌کند. دستگاه‌های فراصوتی ما قادرند دیسپرسیون‌های آبی و مبتنی بر حلال را حتی تا ویسکوزیته‌های بالا (تا 10٬000cp) به‌آسانی پردازش کنند. انواع سونوتْرودها (هورن‌های فراصوتی)، بوسترها (افزاینده/کاهنده)، هندسه‌های سلول جریان و سایر لوازم جانبی، سازگاری بهینهٔ پراکنده‌ساز فراصوتی با محصول و الزامات فرایند آن را امکان‌پذیر می‌کنند.
پردازشگرهای فراصوتی صنعتی Hielscher Ultrasonics می‌توانند دامنه‌های بسیار بالا ایجاد کنند. دامنه‌هایی تا 200µm را می‌توان بی‌درنگ و به‌صورت پیوسته در کارکرد 24/7 به کار گرفت. برای دامنه‌های بالاتر نیز سونوتْرودهای فراصوتی سفارشی در دسترس هستند. استحکام تجهیزات فراصوتی Hielscher امکان کارکرد 24/7 را تحت بار کاری سنگین و در محیط‌های دشوار فراهم می‌کند. پراکنده‌سازهای فراصوتی Hielscher در سراسر جهان برای تولید تجاری در مقیاس بزرگ نصب شده‌اند.

ما راهکارهای سفارشی برای فرایند فراصوتی بهینه توسعه می‌دهیم!

چیدمان فراصوتی سفارشی برای نانودیسپرسیون‌ها

پراکنده‌سازی سیلیکای دودزا در آب با استفاده از UP400S

جدول زیر نمایی از ظرفیت تقریبی پردازش دستگاه‌های فراصوتی ما ارائه می‌دهد:

حجم بچ	دبی	دستگاه‌های پیشنهادی
10 تا 2000mL	20 تا 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0٫1 تا 20L	0٫2 تا 4L/min	UIP2000hdT
10 تا 100L	2 تا 10L/min	UIP4000
قابل‌اعمال نیست	10 تا 100L/min	UIP16000
قابل‌اعمال نیست	بیشتر	مجموعه‌ای از UIP16000

پراکنده‌سازی فراصوتی کربن بلک با سونیکاتور UP200St

موضوعات مرتبط

منابع علمی / مراجع

Bitenieks, Juris; Meria, Remo Merijs; Zicans, Janis; Maksimovs, Roberts; Vasilec, Cornelia; Musteata, Valentina Elena (2012): Styrene–acrylate/carbon nanotube nanocomposites: mechanical, thermal, and electrical properties. Proceedings of the Estonian Academy of Sciences, 2012, 61, 3, 172–177.
Kaboorani, Alireza; Riedl, Bernard; Blanchet, Pierre (2013): Ultrasonication Technique: A Method for Dispersing Nanoclay in Wood Adhesives. Journal of Nanomaterials 2013.
Momen, G.; Farzaneh, M. (2011): Survey of Micro/Nano Filler Use to improve Silicone Rubber For Outdoor Insulators. Review of Advanced Materials Science 27, 2011. 1-3.
Sharma, S.D.; Singh, S. (2013): Synthesis and Characterization of Highly Effective Nano Sulfated Zirconia over Silica: Core-Shell Catalyst by Ultrasonic Irradiation. American Journal of Chemistry 2013, 3(4): 96-104.

دانستنی‌ها

لاستیک مصنوعی

لاستیک مصنوعی به هر الاستومر ساختگی گفته می‌شود. لاستیک‌های مصنوعی عمدتاً پلیمرهایی هستند که از محصولات جانبی نفت سنتز می‌شوند و مانند سایر پلیمرها، از مونومرهای مختلف با منشأ نفتی ساخته می‌شوند. رایج‌ترین لاستیک مصنوعی، لاستیک استایرن–بوتادین (SBR) است که از کوپلیمریزاسیون استایرن و 1,3-بوتادین به دست می‌آید. سایر لاستیک‌های مصنوعی از ایزوپرن (2-متیل-1,3-بوتادین)، کلروپرن (2-کلرو-1,3-بوتادین) و ایزوبوتیلن (متیل‌پروپن) همراه با درصد کمی ایزوپرن برای ایجاد اتصال عرضی تهیه می‌شوند. این مونومرها و مونومرهای دیگر را می‌توان با نسبت‌های مختلف مخلوط و کوپلیمریزه کرد تا محصولاتی با طیفی از خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی تولید شوند. مونومرها را می‌توان به‌صورت خالص تولید کرد و افزودن ناخالصی‌ها یا افزودنی‌ها را به‌صورت طراحی‌شده کنترل کرد تا خواص بهینه به دست آید. پلیمریزاسیون مونومرهای خالص را می‌توان بهتر کنترل کرد تا نسبت مطلوبی از پیوندهای دوگانهٔ سیس و ترانس حاصل شود.
لاستیک مصنوعی، مانند لاستیک طبیعی، به‌طور گسترده در صنعت خودرو برای تایرها، پروفیل‌های در و پنجره، شیلنگ‌ها، تسمه‌ها، زیراندازها و کف‌پوش‌ها استفاده می‌شود.

لاستیک طبیعی

لاستیک طبیعی با نام‌های لاستیک هندی یا کائوچو نیز شناخته می‌شود. لاستیک طبیعی در دستهٔ الاستومرها قرار می‌گیرد و عمدتاً از پلیمرهای ترکیب آلی پلی‌سیس‌ایزوپرن و آب تشکیل شده است. این ماده مقادیر ناچیزی ناخالصی مانند پروتئین، آلودگی و غیره دارد. لاستیک طبیعی که به‌صورت لاتکس از درخت کائوچو Hevea Brasiliensis به دست می‌آید، خواص مکانیکی عالی دارد. بااین‌حال، در مقایسه با لاستیک‌های مصنوعی، لاستیک طبیعی عملکرد پایین‌تری دارد، به‌ویژه از نظر پایداری حرارتی و سازگاری با فرآورده‌های نفتی. لاستیک طبیعی، چه به‌تنهایی و چه در ترکیب با مواد دیگر، کاربردهای گسترده‌ای دارد. استفاده از آن عمدتاً به‌دلیل نسبت کشش زیاد، بازگشت‌پذیری ارتجاعی بالا و نفوذناپذیری بسیار زیاد در برابر آب است. نقطهٔ ذوب لاستیک تقریباً 180°C (356°F) است.

جدول زیر نمایی کلی از انواع مختلف لاستیک ارائه می‌دهد:

ISO	نام فنی	نام رایج
ACM	لاستیک پلی‌اکریلات
AEM	لاستیک اتیلن–اکریلات
AU	پلی‌استر یورتان
BIIR	برومو ایزوبوتیلن ایزوپرن	بروموبوتیل
BR	پلی‌بوتادین	Buna CB
CIIR	کلرو ایزوبوتیلن ایزوپرن	کلروبوتیل، بوتیل
CR	پلی‌کلروپرن	کلروپرن، نئوپرن
CSM	پلی‌اتیلن کلروسولفونه	Hypalon
ECO	اپی‌کلروهیدرین	ECO، اپی‌کلروهیدرین، Epichlore، Epichloridrine، Herclor، Hydrin
EP	اتیلن پروپیلن
EPDM	مونومر اتیلن پروپیلن دی‌ان	EPDM, Nordel
EU	پلی‌اتر یورتان
FFKM	لاستیک پرفلوئوروکربن	Kalrez, Chemraz
FKM	هیدروکربن فلوئوردار	Viton, Fluorel
FMQ	فلوئوروسیلیکون	FMQ، لاستیک سیلیکونی
FPM	لاستیک فلوئوروکربن
HNBR	نیتریل بوتادین هیدروژنه	HNBR
IR	پلی‌ایزوپرن	لاستیک طبیعی (مصنوعی)
IIR	ایزوبوتیلن ایزوپرن بوتیل	بوتیل
NBR	اکریلونیتریل بوتادین	NBR، نیتریل، Perbunan، Buna-N
PU	پلی‌یورتان	PU، پلی‌یورتان
SBR	استایرن بوتادین	SBR, Buna-S, GRS, Buna VSL, Buna SE
SEBS	کوپلیمر استایرن اتیلن بوتیلن استایرن	لاستیک SEBS
SI	پلی‌سیلوکسان	لاستیک سیلیکونی
VMQ	وینیل متیل سیلیکون	لاستیک سیلیکونی
XNBR	مونومر اکریلونیتریل بوتادین کربوکسی	XNBR، نیتریل کربوکسیله
XSBR	مونومر استایرن بوتادین کربوکسی
YBPO	پلی‌اتر–استر گرمانرم
YSBR	کوپلیمر بلوکی استایرن بوتادین
YXSBR	کوپلیمر بلوکی استایرن بوتادین کربوکسی

SBR

استایرن–بوتادین یا لاستیک استایرن–بوتادین (SBR) به لاستیک‌های مصنوعی حاصل از استایرن و بوتادین اطلاق می‌شود. استایرن–بوتادین تقویت‌شده با مقاومت سایشی بالا و خواص خوب ضدپیرشدگی شناخته می‌شود. نسبت استایرن به بوتادین خواص پلیمر را تعیین می‌کند: با افزایش مقدار استایرن، لاستیک سخت‌تر می‌شود و حالت لاستیکی آن کاهش می‌یابد.
محدودیت‌های SBR تقویت‌نشده ناشی از استحکام کم آن در نبود تقویت‌کننده، بازگشت‌پذیری ارتجاعی کم، استحکام پارگی پایین (به‌ویژه در دماهای بالا) و چسبندگی اولیهٔ ضعیف است. بنابراین، برای بهبود خواص SBR به عوامل تقویت‌کننده و پرکننده‌ها نیاز است. برای مثال، پرکننده‌های دودهٔ کربنی برای افزایش چشمگیر استحکام و مقاومت سایشی استفاده می‌شوند.

استایرن

استایرن (C₈H₈) با نام‌های مختلفی مانند اتنیل‌بنزن، وینیل‌بنزن، فنیل‌اتن، فنیل‌اتیلن، سینامن، استیرول، diarex HF 77، استیرولن و استیروپل شناخته می‌شود. این ماده ترکیبی آلی با فرمول شیمیایی C₆H₅CH=CH₂ است. استایرن پیش‌مادهٔ پلی‌استایرن و چندین کوپلیمر است.
این ماده از مشتقات بنزن است و به‌صورت مایعی روغنی و بی‌رنگ وجود دارد که به‌آسانی تبخیر می‌شود. استایرن بویی شیرین دارد که در غلظت‌های بالا به بویی کمتر خوشایند تبدیل می‌شود.
در حضور یک گروه وینیل، استایرن پلیمر تشکیل می‌دهد. پلیمرهای مبتنی بر استایرن به‌صورت تجاری برای تولید محصولاتی مانند پلی‌استایرن، ABS، لاستیک استایرن–بوتادین (SBR)، لاتکس استایرن–بوتادین، SIS (استایرن–ایزوپرن–استایرن)، S-EB-S (استایرن–اتیلن/بوتیلن–استایرن)، استایرن–دی‌وینیل‌بنزن (S-DVB)، رزین استایرن–اکریلونیتریل (SAN) و پلی‌استرهای غیراشباع مورد استفاده در رزین‌ها و ترکیبات گرماسخت تولید می‌شوند. این مواد اجزای مهمی برای تولید لاستیک، پلاستیک، عایق، فایبرگلاس، لوله، قطعات خودرو و قایق، ظروف مواد غذایی و لایهٔ پشتی فرش هستند.

کاربردهای لاستیک

لاستیک ویژگی‌های مادی متعددی مانند استحکام، عمر طولانی، مقاومت در برابر آب و مقاومت حرارتی دارد. این خواص لاستیک را بسیار چندمنظوره می‌کنند، به‌طوری‌که در صنایع بسیاری استفاده می‌شود. کاربرد اصلی لاستیک در صنعت خودرو، عمدتاً برای تولید تایر، است. ویژگی‌های دیگری مانند لغزنده‌نبودن، نرمی، دوام و بازگشت‌پذیری ارتجاعی، لاستیک را به کامپوزیتی بسیار پرکاربرد برای تولید کفش، کف‌پوش، لوازم پزشکی و بهداشتی، محصولات خانگی، اسباب‌بازی، لوازم ورزشی و بسیاری محصولات لاستیکی دیگر تبدیل می‌کنند.

نانوافزودنی‌ها و پرکننده‌ها

پرکننده‌ها و افزودنی‌های نانومقیاس در لاستیک‌ها به‌عنوان عوامل تقویت‌کننده و محافظ عمل می‌کنند تا استحکام کششی، مقاومت سایشی، مقاومت در برابر پارگی و رفتار هیسترزیس را بهبود دهند و لاستیک را در برابر تخریب نوری و حرارتی محافظت کنند.

سیلیکا

سیلیکا (SiO₂، دی‌اکسید سیلیسیم) به شکل‌های گوناگون، مانند سیلیکای آمورف از جمله سیلیکای دودزا، دودهٔ سیلیسی و سیلیکای رسوبی، برای بهبود ویژگی‌های ماده از نظر خواص مکانیکی دینامیکی، مقاومت در برابر پیرشدگی حرارتی و ریخت‌شناسی استفاده می‌شود. ترکیبات حاوی پرکنندهٔ سیلیکا با افزایش مقدار پرکننده، افزایش ویسکوزیته و چگالی اتصالات عرضی را نشان می‌دهند. سختی، مدول، استحکام کششی و ویژگی‌های سایش با افزایش مقدار پرکنندهٔ سیلیکا به‌تدریج بهبود یافته‌اند.

دودهٔ کربنی

دودهٔ کربنی شکلی از کربن پارابلوری است که کمپلکس‌های اکسیژنی جذب‌شده به‌صورت شیمیایی (مانند گروه‌های کربوکسیلی، کینونی، لاکتونی، فنولی و غیره) به سطح آن متصل‌اند. این گروه‌های اکسیژنی سطحی معمولاً تحت عنوان «کمپلکس‌های فرّار» دسته‌بندی می‌شوند. به‌دلیل وجود این مواد فرّار، دودهٔ کربنی ماده‌ای نارسانا است. ذرات دودهٔ کربنی عامل‌دارشده با کمپلکس‌های کربن–اکسیژن آسان‌تر پراکنده می‌شوند.
نسبت بالای مساحت سطح به حجم دودهٔ کربنی، آن را به پرکنندهٔ تقویت‌کنندهٔ رایجی تبدیل کرده است. تقریباً تمام محصولات لاستیکی که استحکام کششی و مقاومت سایشی برای آن‌ها ضروری است، از دودهٔ کربنی استفاده می‌کنند. هنگامی که تقویت لاستیک لازم است اما باید از رنگ سیاه پرهیز شود، سیلیکای رسوبی یا دودزا به‌عنوان جایگزین دودهٔ کربنی به کار می‌رود. بااین‌حال، پرکننده‌های مبتنی بر سیلیکا در بازار تایر خودرو نیز سهم بیشتری کسب می‌کنند؛ زیرا استفاده از پرکننده‌های سیلیکا در مقایسه با تایرهای حاوی دودهٔ کربنی، اتلاف ناشی از غلتش کمتری ایجاد می‌کند.
جدول زیر نمایی کلی از انواع دودهٔ کربنی مورد استفاده در تایرها ارائه می‌دهد

نام	اختصار	ASTM	اندازهٔ ذره nm	استحکام کششی MPa	سایش نسبی آزمایشگاهی	سایش نسبی در جاده
دودهٔ کوره‌ای با مقاومت سایشی فوق‌العاده	SAF	N110	20–25	25٫2	1٫35	1٫25
SAF حدواسط	ISAF	N220	24–33	23٫1	1٫25	1٫15
دودهٔ کوره‌ای با مقاومت سایشی بالا	HAF	N330	28–36	22٫4	1٫00	1٫00
دودهٔ کانالی با فرایندپذیری آسان	EPC	N300	30–35	21٫7	0٫80	0٫90
دودهٔ کوره‌ای با اکستروژن سریع	FEF	N550	39–55	18٫2	0٫64	0٫72
دودهٔ کوره‌ای با مدول بالا	HMF	N660	49–73	16٫1	0٫56	0٫66
دودهٔ کوره‌ای نیمه‌تقویت‌کننده	SRF	N770	70–96	14٫7	0٫48	0٫60
دودهٔ حرارتی ریز	FT	N880	180–200	12٫6	0٫22	–
دودهٔ حرارتی متوسط	MT	N990	250–350	9٫8	0٫18	–

اکسید گرافن

اکسید گرافن پراکنده‌شده در SBR استحکام کششی و استحکام پارگی بالا، همراه با مقاومت سایشی برجسته و مقاومت غلتشی کم ایجاد می‌کند؛ این‌ها از خواص مهم ماده برای ساخت تایر هستند. SBR تقویت‌شده با اکسید گرافن–سیلیکا، گزینه‌ای رقابتی برای تولید تایر سازگار با محیط‌زیست و همچنین تولید کامپوزیت‌های لاستیکی با عملکرد بالا ارائه می‌دهد. گرافن و اکسید گرافن را می‌توان با فراصوت‌دهی به‌طور موفقیت‌آمیز، قابل‌اعتماد و آسان لایه‌برداری کرد. برای آشنایی بیشتر با تولید فراصوتی گرافن، اینجا کلیک کنید!