Hidrogenizirana nitrilna guma (HNBR) se uglavnom koristi u aplikacijama koje zahtijevaju dinamička svojstva na visokim i niskim temperaturama i dobru otpornost na starenje, nakon bubrenja u ulju i tekućinama Nakon bubrenja u uljima i tekućinama, HNBR se uglavnom koristi u aplikacijama koje zahtijevaju visoka dinamička svojstva na visokim i niskim temperaturama i dobru otpornost na starenje. Tipične primene koje zahtevaju ova svojstva su zupčasti remeni, creva visokog pritiska i rolne papira. Gumeni proizvodi koji se koriste podvrgnuti su izuzetno zahtjevnim dinamičkim uvjetima i često su izloženi udarima u širokom rasponu temperatura i frekvencija. Konvencionalna ispitivanja koja se koriste za karakterizaciju dinamičkih svojstava materijala općenito se provode na sobnoj temperaturi.
Iako ovi testovi mogu dobro okarakterizirati nepunjene materijale, mjerenja na temperaturi okoline ne odražavaju efekte temperature na interakciju punilo-monomer. interakcije punila i punila-polimera i njihov utjecaj na svojstva materijala pri vrlo visokim temperaturama. Za polimere dizajnirane posebno za primjenu na visokim temperaturama, razumijevanje utjecaja temperature na tehnička svojstva materijala je neophodno za pravilnu optimizaciju smjese.
U ovom radu istražuje se utjecaj temperature na tehnička svojstva punjene gume, s fokusom na vrstu punila, njegovu dozu i interakciju punila s HNBR i hidrogeniranim karboksiliranim nitril butadien kaučukom (HXNBR) polimerima.
U tu svrhu, ovaj rad uspoređuje ojačavajuću (N330) i nearmirajuću (N990) čađu sa silicijum dioksidom (VulcasilN). Površina silicijum dioksida može se modificirati i pasivno (površina punila hidrofobna) i aktivno (površina punila hidrofobna i vezana za polimer). Sve veći broj spojeva također koristi monomerna punila, kao što je cink diakrilat (ZAD), koji se može polimerizirati in situ tokom vulkanizacije radi poboljšanja svojstava materijala. Ova nova 'punila' i njihova interakcija sa polimernom matricom još nisu proučavani u smislu svojstava zavisnih od temperature i frekvencije. Nova 'punila' i njihova interakcija sa polimernom matricom nisu proučavani u pogledu svojstava zavisnih od temperature i frekvencije.
Na osnovu mehaničkih i dinamičkih mehaničkih svojstava vulkaniziranih i nevulkaniziranih HNBR spojeva analizirana su različita punila (čađa, silicijum dioksid i ZDA) za punjenje. i ZDA) punjene standardne HNBR i HXNBR gume analizirane su s obzirom na temperaturnu ovisnost svojstava armiranja.
Smanjenje modula sa porastom temperature za sve nevulkanizirane gume (osim za sistem punjene silicijevim dioksidom) posljedica je temperaturne ovisnosti viskoziteta polimerne matrice. Vrsta i količina punila u vezivu samo određuju stepen armiranja i nemaju uticaja na temperaturno zavisno smanjenje modula veziva.
Kod ljepila punjenih silicijum dioksidom, koalescencija čestica silicijevog dioksida određuje ponašanje ovisno o temperaturi. Ako se površina silicijum dioksida tretira sa silicijum alkanom kako bi se postigla hidrofobnost, koalescencija čestica silicijum dioksida je inhibirana. Pri velikim amplitudama deformacije, armiranje svih spojeva ispunjenih čađom i silicijumom može se opisati samo kao hidrodinamičko ojačanje.
Ako se ZDA koristi kao punilo, u nevulkaniziranim gumenim smjesama se ne primjećuje efekat pojačanja jer ZDA još nije polimeriziran i djeluje samo kao plastifikator niske relativne molekulske mase. Jedinjenja koja sadrže ZDA su imala niske viskoznosti pri svim deformacijama, što ukazuje na dobra svojstva obrade.
Usporedba dinamičkih mehaničkih svojstava i svojstava naprezanja na deformaciju vulkanizirane gume pokazala je da je mješavina gume HXNBR punjena ZDA imala najveću komplementarnu čvrstoću i maksimalne krajnje mehaničke osobine (naprezanje i istezanje pri kidanju) opadale s povećanjem temperature za sva veziva. Snažna interakcija između površine punila i polimerne matrice pojačava učinak temperature na svojstva ojačanja. Iako su ionske interakcije između ZDA i HXNBR karboksilnih grupa maksimizirale napon loma, ove ionske interakcije nisu imale utjecaja na temperaturnu ovisnost naprezanja loma. Ovo sugerira da su mehanički stabilne ionske interakcije između ZDA i funkcionalizirane polimerne matrice (HXNBR) preduvjet za odlične mehaničke i dinamičke mehaničke osobine gumenog materijala s malim gubitkom na histerezu u uvjetima dinamičke deformacije.
